Семинары по квантовой нанофизике

скрыть аннотации
Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 23 июня 2017 г., ИТФ, 11:30
Иван Протопопов
Transport in a disordered ν=2/3 fractional quantum Hall junction

Electric and thermal transport properties of a ν=2/3 fractional quantum Hall junction are analyzed. We investigate the evolution of the electric and thermal two-terminal conductances, G and G_Q, with system size L and temperature T. This is done both for the case of strong interaction between the 1 and 1/3 modes (when the low-temperature physics of the interacting segment of the device is controlled by the vicinity of the strong-disorder Kane-Fisher-Polchinski fixed point) and for relatively weak interaction, for which the disorder is irrelevant at T=0 in the renormalization-group sense. The transport properties in both cases are similar in several respects. In particular, G(L) is close to 4/3 (in units of e2/h) and G_Q to 2 (in units of πT/6?) for small L, independently of the interaction strength. For large L the system is in an incoherent regime, with G given by 2/3 and GQ showing the Ohmic scaling, G_Q\sim 1/L, again for any interaction strength. The hallmark of the strong-disorder fixed point is the emergence of an intermediate range of L, in which the electric conductance shows strong mesoscopic fluctuations and the thermal conductance is G_Q=1. The analysis is extended also to a device with floating 1/3 mode, as studied in a recent experiment [A. Grivnin et al, Phys. Rev. Lett. 113, 266803 (2014)].

Реферативный семинар, пятница 16 июня 2017 г., ИТФ, 15:00
Леон Огородников
Coherent quantum phase slip

Реферативный доклад по работе http://www.nature.com/nature/journal/v484/n7394/full/nature10930.html

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 9 июня 2017 г., ИТФ, 15:00
В. В. Еналдиев (ИРЭ РАН)
Резонансное поглощение терагерцового излучения в наноперфорированном графене

Недавние измерения проводимости наноперфорированного графена интерпретируются в терминах краевых состояний, прижатых к краю каждого наноотверстия. Периметрическое квантование краевых состояний должно приводить к образованию квазиэквидистантной лестницы квазистационарных энергетических уровней. Дираковские фермионы, заполняющие эту лестницу, вращаются вокруг каждого наноотверстия, в направлении, определяемом индексом долины. В данной работе показано, что освещение этой системы циркулярно поляризованным терагерцовым излучением приводит к резонансу в поглощении в одной из долин. Величиной поглощения на резонансной частоте можно управлять при помощи затворного напряжения.

Реферативный семинар, пятница 2 июня 2017 г., ИТФ, 15:00
Даниил Антоненко
arXiv 1703.01304: Investigating anisotropic quantum Hall states with bi-metric geometry
Теоретический семинар, четверг 25 мая 2017 г., ИФП, 11:30
К.Э. Нагаев (ИРЭ, теория), В.С. Храпай (ИФТТ, эксперимент)
Влияние электрон-электронного рассеяния на проводимость многомодовых баллистических контактов и каналов

Приводятся теоретические и экспериментальные результаты по электропроводности широких баллистических контактов в двумерном электронном газе при наличии электрон-электронного рассеяния за пределами гидродинамического приближения. Обсуждаются линейная зависимость поправки к электропроводности от температуры и положительное магнетосопротивление в слабых полях. Рассматривается также противоположный случай длинного канала с гладкими стенками.

Семинар Международной лаборатории физики конденсированного состояния ВШЭ, среда 24 мая 2017 г., МЛФКС ВШЭ, 15:00
Ilya A. Gruzberg (Ohio State University)
Low-frequency conductivity of disordered wires: integrability and instantons

Generic states of non-interacting electrons in disordered wires are localized, and the DC conductivity of a wire vanishes at zero temperature. However, the AC conductivity is non-vanishing, and its general asymptotic form at low frequency was obtained by Mott who used intuitive qualitative arguments. Then this formula was rigorously derived by Berezinsky for a strictly one-dimensional (1D) disordered system. Later Hayn and John have re-derived the Mott-Berezinsky formula applying instanton techniques to localized states in the Lifshits tails (at large negative energies). We revisit the instanton approach and apply it to the statistics of wave functions and AC transport, calculating exactly the integral over gaussian fluctuations around the exact two-instanton solution. We demonstrate that quite generically the contribution of zero modes to the fluctuation determinant exactly cancels the Jacobian that appears when the collective variable are introduced. Thus, we derive the correlations between eigenfunctions at different energies beyond the leading order in small energy difference. This allows us to calculate the leading corrections to the Mott-Berezinsky law. We also extend this approach to quasi-1D wires.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 19 мая 2017 г., ИТФ, 11:30
Игорь Лукьянчук
Domains, switching and negative capacitance in nano-scale ferroelectrics

Formation of unusual textures of polarization is imminent for nano-scale ferroelectric samples, films, rods, and granules, where the depolarization surface effects play the crucial role. We consider the unconventional topological polarization textures in several nano-scale systems, in which they were either already directly observed or can be yet discovered. Polarization domains that alternate the surface charge distribution, first proposed by Landau (1935) in contents of ferromagnetism can be formed in ferroelectric thin films as an effective mechanism to confine the depolarization field to the near-surface layer and diminish the depolarization energy. Very recently we have demonstrated that the few-nanometer thick ferroelectric/paraelectric superlattices with periodic domain structures exhibit the striking feature. The effective capacitance of ferroelectric layers is negative. This effect is explained by the opposite orientation of the depolarizing field with respect to the field-induced averaged polarization. Moreover, in sub-THz region the real part of the dielectric constant becomes positive, passing through zero at frequency ~0.3-3THz, inducing the resonance effect, suitable for the design of the ultra-small low-energy THz chips. Multi-vortex and skyrmion states are formed inside ferroelectric cylindrical nano-dots and nanorods to reduce the depolarization energy. We study the stability of such states and calculate the phase diagram of the system. We demonstrate that the topological class of the most stable topological excitations can be driven by the geometrical and electrical parameters of the system, external field, and temperature. We target the multi-domain and topological excitations in FE nanodots as a platform for multivalued logic units, for neuromorphic computing.

Семинар Международной лаборатории физики конденсированного состояния ВШЭ, четверг 18 мая 2017 г., МЛФКС ВШЭ, 11:30
З.Д.Квон (Институт физики полупроводников им. А.В.Ржанова СО РАН)
Топологические изоляторы на основе HgTe

В докладе дан обзор экспериментальных исследований двумерных и трехмерных топологических изоляторов (ТИ) на основе HgTe квантовых ям и пленок. Он состоит из двух частей: первая посвящена двумерному ТИ на основе HgTe ям с инверсным спектром, а вторая трехмерному ТИ на основе напряженной пленки HgTe. В первой части особое внимание уделено описанию экспериментов, имеющих ключевое значение для детектирования краевых токовых состояний. Подробно описывается полевая транзисторная структура, позволяющая управлять положением уровня Ферми как двумерного, так и трехмерного топологического изолятора. Приводятся наиболее интересные экспериментальные результаты, полученные с ее помощью. Если говорить о свойствах двумерного ТИ, то к ним можно отнести наблюдение нелокального баллистического и диффузионного транспорта в двумерных ТИ, магнитный пробой двумерного ТИ и аномальную температурную зависимость сопротивления краевых каналов. Если же говорить о трехмерном ТИ, то это достижение рекордно высокой подвижности поверхностных двумерных дираковских фермионов и определение благодаря этому всех его основных параметров (объемной щели, концентрации дираковских фермионов на обеих его поверхностях), а также получение информации о фазе шубниковских осцилляций, свидетельствующей о жесткой связи их спина и импульса. В заключение обсуждаются перспективы новых экспериментов.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 28 апреля 2017 г., ИТФ, 11:30
П.Г. Григорьев
Анизотропия электронных транспортных и сверхпроводящих свойств в FeSe

Найдено и количественно описано общее свойство: если неоднородная сверхпроводимость в анизотропном проводнике появляется в виде изолированных сверхпроводящих островков, она уменьшает электрическое сопротивление анизотропно с максимальным эффектом вдоль оси с наименьшей проводимостью. Это свойство дает простой и очень общий инструмент для изучения неоднородной (островковой) сверхпроводимости в различных анизотропных соединениях и позволяет оценить величину и температурную зависимость объемной доли сверхпроводящей фазы. Явление наблюдается в различных высокотемпературных сверхпроводниках и в органических металлах.

C помощью описанного свойства и измерений электронной проводимости и диамагнетизма впервые показано появление неоднородной сверхпроводимости в объемном соединения FeSe при атмосферном давлении и при температуре в 5 раз выше, чем известная ранее температура сверхпроводящего перехода Tc=8К, соответствующая нулевому сопротивлению. Это открытие помогает понять многочисленные необычные сверхпроводящие свойства FeSe, такие как пятикратное повышение Tc при увеличении давления до нескольких килобар. Обсуждается возможность применения этого свойства для обнаружения пространственно неоднородной сверхпроводимости в других анизотропных соединениях, таких как купраты и органические металлы.

Теоретический семинар, четверг 27 апреля 2017 г., ИФП, 11:30
Л. Левитов (MIT)
Together we can: transport properties of electron viscous flows

Strongly interacting electrons can move in a neatly coordinated way, reminiscent of the movement of viscous fluids. In viscous electron flows interactions give rise to a collective behavior, facilitating transport and allowing conductance to exceed the fundamental Sharvin-Landauer ballistic limit Gball. This talk will describe a theory of the ballistic-to-viscous crossover in a constriction exhibiting the ballistic transport at T = 0 but governed by electron hydrodynamics at elevated temperatures. An approach based on quasi-hydrodynamic variables predicts an additive relation G = Gball + Gvis, where the viscous contribution Gvis dominates over Gball in the hydrodynamic limit. We will also discuss recent measurements of electron transport through graphene constrictions, finding that conductance below 150 K increases with increasing temperature. The measurements help to identify the conductance contribution arising due to electron viscosity and determine its temperature dependence. Besides fundamental interest, this work shows that viscous effects can facilitate high-mobility transport at elevated temperatures, a potentially useful behavior for designing graphene-based devices.

Семинар Международной лаборатории физики конденсированного состояния ВШЭ, вторник 4 апреля 2017 г., МЛФКС, 15:00
Zheng Vitto Han (Shenyang National Laboratory for Materials Science, China)
Two-dimensional artificial nano-hybrids and their quantum properties

When different materials are interfaced/jointed with each other, the resulted hybrid systems often manifest fascinating physical properties that do not exist in nature. Among the many artificial hybrids (sometimes addressed as meta-materials or hetero-structures), nano-hybrid made with low-dimensional materials and other functional materials is attracting tremendous attentions in recent years. In this talk, we will mainly go through a couple of examples of our recent progresses on the graphene/superconducting-islands, and the 2D materials/h-Boron-Nitride nano-hybrid systems. In the former, the superconducting behavior is successfully coupled to the gate-tunable feature of graphene, leading to a metal-superconducting quantum phase transition at the ground state. While in the later, ultra-flat and ultra-clean interface allow ballistic electronic transport, opening new path to realize the paradigm of electron optics. Our recent experimental progresses on MoS2/h-BN hetero-structures will also be discussed. We expect that artificial nano-hybrids and their quantum properties can be expanded into many research areas that are important for both fundamental studies and future applications.

Семинар Международной лаборатории физики конденсированного состояния ВШЭ, вторник 28 марта 2017 г., МЛФКС, 15:00
Oded Agam (Hebrew University of Jerusalem, Israel)
Instability of the Abrikosov Lattice due to Nonanalytic Core Reconstruction of Vortices in Bosonic Superfluids

The impact of the nonanalytic reconstruction of vortex cores on static vortex structures inweakly coupled superfluids is considered. It is shown that, in rotating two-dimensional systems, the Abrikosov vortex lattice is unstable to vortex core deformation: Each zero of the wave function becomes a cut of finite length. The directors characterizing the orientations of the cuts are themselves ordered in superstructures due either to surface effects or to interaction with shear deformations of the lattice (spiral structure). Similar instability may also be observable in clean superconducting films.

Семинар Международной лаборатории физики конденсированного состояния ВШЭ, вторник 21 марта 2017 г., МЛФКС, 15:00
D. Basko (CNRS, Grenoble)
Exciton-phonon scattering and radiative decay of excitons in two-dimensional semiconductors

We study exciton radiative decay in a two-dimensional material, taking into account large thermal population in the nonradiative states, from which excitons are scattered into the radiative states by acoustic phonons. We find an analytical solution of the kinetic equation for the nonequilibrium distribution function of excitons in the radiative states. Our estimates for bright excitons in transition-metal dichalcogenides indicate a strong depletion of radiative state population due to insufficient exciton-phonon scattering rate at low temperatures.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 10 февраля 2017 г., ИТФ, 11:30
И.С. Бурмистров
Энтропия запутанности и кумулянты числа частиц

Изучаются энтропия запутанности и кумулянты числа частиц для системы неупорядоченных невзаимодействующих фермионов в размерности d. Показано, как аналитически так и числено, что для слабого беспорядка энтропия запутанности и второй кумулянт пропорциональны друг другу с универсальным коэффициентом. Соответствующие выражения для них аналогичны выражениям в чистом случае, однако логарифмическая расходимость регуляризуется длиной свободного пробега, а не размером системы. Также определен скейлинг старших кумулянтов. Предсказано, что второй кумулянт числа частиц и энтропия запутанности неаналитические функции беспорядка вблизи перехода Андерсона.

Теоретический семинар, четверг 12 января 2017 г., ИФП, 11:30
Кирилл Шульга (Российский квантовый центр и МИСиС)
Индуцированная магнитным полем прозрачность квантового метаматериала, состоящего из зеркальных потоковых кубитов

В своем докладе я расскажу об обнаруженном нами эффекте, возникающем в квантовом сверхпроводящем метаматериале в пределе сильной связи. Метаматериал состоит из цепочки мета-атомов (кубитов), каждый из которых содержит два сверхпроводящих кольца, соединенных туннельным переходом. Электромагнитные свойства такого материала могут быть описаны квантовой индуктивностью каждого атома, которой можно управлять в широком частотном диапазоне при помощи изменения внешнего магнитного поля. Резкое подавление прохождения микроволнового излучения через такой метаматериал чередуется с его резонансным усилением, возникающим из-за расщепления между вырожденными потоковыми состояниями. Основное состояние системы может быть переключено в состояние суперпозиции двух потоковых состояний, приложением к образцу магнитного поля определенной величины. Будет представлено несколько квантовых моделей поведения такой системы, которые могут описать полученные экспериментальные данные.

Теоретический семинар, четверг 29 декабря 2016 г., ИФП, 11:30
В.Е. Кравцов (Abdus Salam ICTP, Trieste)
Replica approach with one step replica symmetry breaking in the problem of Anderson localization on the Bethe lattice

We formulate general criteria for localized, extended ergodic and extended non-ergodic (multifractal) phases in disordered quantum systems and apply these criteria to the problem of Anderson localization on Bethe lattice, random regular graphs and generalized Rosenzweig-Porter random matrix ensemble. We focus on the replica symmetry breaking approach to the problem and show how this approach provides a natural classification of phases and phase transitions.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 23 декабря 2016 г., ИТФ, 11:30
Н.М. Щелкачев
Взаимовлияние кулоновской блокады, ферроэлектричества и электронного транспорта в мезоскопических наноструктурах

Исследуется взаимодействие сегнетоэлектричества и квантового электронного транспорта в режиме кулоновской блокады. Поляризация сегнетоэлектрика в этом случае больше не является внешним параметром, но она должна быть самосогласованно рассчитываться совместно с кинетикой переноса заряда.

Теоретический семинар, четверг 15 декабря 2016 г., ИФП, 11:30
Павел Асеев (University of Basel)
Finite-temperature conductance of strongly interacting quantum wire with a helical nuclear spin order

We study the temperature dependence of the electrical conductance of a clean strongly interacting quantum wire in the presence of a helical nuclear spin order. The nuclear spin helix opens a temperature-dependent partial gap in the electron spectrum. Using a bosonization framework we describe the gapped electron modes by sine-Gordon-like kinks. We predict an internal resistivity caused by an Ohmic-like friction these kinks experience via interacting with gapless excitations. As a result, the conductance rises from G=e^2/h at temperatures below the critical temperature when nuclear spins are fully polarized to G=2e^2/h at higher temperatures when the order is destroyed, featuring a relatively wide plateau in the intermediate regime. The theoretical results are compared with the experimental data for GaAs quantum wires obtained recently by Scheller et al. [Phys. Rev. Lett. 112, 066801 (2014)]. (arXiv:1611.10238)

Теоретический семинар, четверг 8 декабря 2016 г., ИФП, 11:30
Ян Фёдоров (King's College London)
О подсчете числа точек равновесия в неупорядоченных системах

Я планирую обсудить кратко две работы, связанные общей идеологией о подсчете числа точек равновесия в неупорядоченных системах. В первой части, следуя работе ArXiv:1610.04831, я опишу, как такая задача решается для нерелаксационной динамики в модели типа спинового стекла на сфере большой размерности, и обсужу фазовый переход в режим экспоненциально большого числа точек равновесия. Во второй части (основанной на еще не завершенной работе с P. Le Doussal и C. Texier) я кратко обрисую подсчет числа точек равновесия для направленного полимера в случайном потенциале, где задача сводится к изучению флуктуаций показателя Ляпунова в одномерной локализации в режиме лифшицевского хвоста.

Теоретический семинар, четверг 1 декабря 2016 г., ИФП, 11:30
С.В. Зайцев-Зотов (ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва)
Experimental search for one-dimensional edge states at surface steps of the topological insulator Bi2Se3

Results of detailed study of the topological insulator Bi2Se3 surface state energy structure in the vicinity of surface steps by scanning tunneling microscopy (STM) and spectroscopy (STS) methods are described. Increase of the chemical potential in the vicinity of the step edge is observed. The value of the increase is found to correlate with the step height and is caused by redistribution of electron wave functions between outer and inner edges of surface steps, as it is known for usual metals, as well as by presence of dangling bonds on the step. Smaller value of the shift and its larger characteristic length reflect specifics of the helical surface states. This increase is accompanied by enhancement of the relative value of the differential tunneling conductance, dI/dV, at the Dirac point and thereby produces an illusion of appearance of edge states. We show that the enhancement is reproduced in the framework of the tunneling model, which takes into account the dependence of the tunneling gap transparency on the voltage. References: [1] N.I. Fedotov, S.V. Zaitsev-Zotov, JETP Letters, 104, #11 (2016) (in press); arXiv:1609.08294. [2] N.I. Fedotov, S.V. Zaitsev-Zotov, arXiv:1609.08911.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 25 ноября 2016 г., ИТФ, 11:30
Oleg Tretiakov (Tohoku University, Japan)
Skyrmion Dynamics in Ferromagnets and Antiferromagnets

Manipulating small spin textures that can serve as bits of information by electric and spin currents is one of the main challenges in the field of spintronics. Ferromagnetic skyrmions recently attracted a lot of attention because they are small in size and are better than domain walls at avoiding pinning sites while moved by electric current. Nevertheless, ferromagnetic skyrmions also have certain disadvantages, such as the presence of stray fields and transverse dynamics, making them harder to employ in spintronic devices. To avoid these unwanted effects, we propose a novel topological object: the antiferromagnetic (AFM) skyrmion and explore its properties using analytical theory based on generalized Thiele equation and micromagnetic simulations. This topological texture has no stray fields and we show that its dynamics are faster compared to its ferromagnetic analogue. We obtain the range of stability and the dependence of AFM skyrmion radius on the strength of Dzyaloshinskii-Moriya interaction coming from relativistic spin-orbit effects. Moreover, we study the temperature effects on the stability and mobility of AFM skyrmions. We find that the thermal properties, e.g. such as the antiferromagnetic skyrmion radius and diffusion constant, are rather different from those for ferromagnetic skyrmions. More importantly, we show that due to unusual topology the AFM skyrmions do not have a velocity component transverse to the current (no topological Hall effect), and thus may be interesting candidates for spintronic memory and logic applications.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 14 октября 2016 г., ИТФ, 11:30
Бурмистров И.С.
Двухинстантонное приближение в задаче о кулоновской блокаде

В рамках двухинстантонного приближения в модели Амбегаокара-Эккерна-Шона вычислена вольт-амперная характеристика одноэлектронного транзистора. Найдена зависимость осцилляций кондактанса и эффективного заряда с затворным напряжением от температуры и напряжения на затворе. Показано, что уже при напряжениях малых по сравнению с зарядовой энергией имеется значительное подавление амплитуды осцилляций с затворным напряжением, а также возникает фазовый сдвиг.

Теоретический семинар, четверг 13 октября 2016 г., ИФП, 11:30
С.А. Тарасенко (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург)
Дрожание электронов и спин-гальванический эффект в полупроводниках

Показано, что электроны проводимости в полупроводниковых структурах со спин-орбитальным взаимодействием во внешнем магнитном поле испытывают дрожание. Дрожащее движение (Zitterbewegung) возникает в отсутствие переменной силы, его природа аналогична природе Zitterbewegung свободных дираковских электронов. В докладе обсуждаются результаты первого экспериментального и теоретического исследования когерентного дрожания электронов, индуцированного оптической ориентацией ансамбля электронов в одинаковое спиновое состояние.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 30 сентября 2016 г., ИТФ, 11:30
Бурмистров И.С.
Мезоскопические флуктуации одночастичной функции Грина на переходах Андерсона с кулоновским взаимодействием

B рамках двухпетлевого приближения и метода фонового поля показано, что локальные чисто-скейлинговые операторы без производных в нелинейной сигма модели Финкельштейна могут быть построены прямым обобщением операторов известных для невзаимодействующего случая. Эти операторы описывают мезоскопические флуктуации одночастичной функции Грина и локальной плотности состояний. Также в рамках двухпетлевого приближения найдены аномальные размерности всех построенных операторов.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 23 сентября 2016 г., ИТФ, 11:30
Гордей Лесовик

В докладе будет рассказано о результатах, полученных в недавних работах: 1) Н-теорема в квантовой физике [G.B. Lesovik, A.V. Lebedev, I.A. Sadovskyy, M.V. Suslov, V.M. Vinokur, H-theorem in quantum physics, Sci. Rep. (Nature Publishing Group) 6, 32815 (2016)]. 2)Trading coherence and entropy by a quantum Maxwell demon [A. V. Lebedev, D. Oehri, G. B. Lesovik, G. Blatter (PRA 2016)]. 3) Phase Estimation Algorithms for Quantum Metrology with a Single Qubit [S. Danilin, A. Vepsalainen, A. V. Lebedev, G. B. Lesovik, G. Blatter, G. S. Paraoanu, in preparation)].

Теоретический семинар, четверг 22 сентября 2016 г., ИФП, 11:30
Moshe Goldstein (Tel-Aviv University)
Dissipation-induced topological insulators: A recipe

It has recently been realized that driven-dissipative dynamics, which usually tends to destroy subtle quantum interference and correlation effects, could actually be used as a resource. By proper engineering of the reservoirs and their couplings, one may drive a system towards a desired quantum-correlated steady state, even in the absence of internal Hamiltonian dynamics. An intriguing class of quantum phases is characterized by topology, including the quantum Hall effect and topological insulators and superconductors. Which of these noninteracting topological states can be achieved as the result of purely dissipative Lindblad-type dynamics? Recent studies have only provided partial answers to this question. In this talk, I will present a general recipe for the creation, classification, and detection of states of the integer quantum Hall and 2D topological insulator type as the outcomes of coupling a system to reservoirs, and show how the recipe can be realized with ultracold atoms and other quantum simulators. The mixed states so created can be made arbitrarily close to pure states, and the construction may be generalized to other topological phases.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 16 сентября 2016 г., ИТФ, 11:30
Yuval Gefen (Weizmann Institute of Science)
Physics at the Edge: A New Paradigm for Shot Noise

Questions on the nature of edge reconstruction and ‘where does the current flow’ in the quantum Hall effect (QHE) have been debated for years. Moreover, the recent observation of proliferation of ‘upstream’ neutral modes in the fractional QHE raised doubts about the present models of edge channels. I will focus on the hole-conjugate state \nu=2/3 , and present a new picture of edge reconstruction. For example, while the hitherto accepted model for \nu=2/3 consists of a single downstream charge channel with conductance 2/3 and an upstream neutral mode, it has been recently predicted theoretically and found experimentally that the current is carried by two separate downstream edge channels, each with conductance 1/3 accompanied by upstream neutral mode(s). We find that if the two downstream channels are not equilibrated, inter-mode equilibration (via particle exchange) is accompanied by an excitation of upstream neutral modes. In turn, the counter-propagating neutral modes, moving in close proximity to the charge modes, fragment into propagating charges, inducing thus downstream current fluctuations with zero net current – a novel mechanism for non-equilibrium noise. The latter is shot noise with quantized Fano factors, which does not involve beam partitioning.

Теоретический семинар, четверг 15 сентября 2016 г., ИФП, 11:30
Антон Андреев (University of Washington, Seattle,USA)
Spiraling energy dispersion of arc states in Weyl semimetals

Weyl semimetals are recently discovered materials in which the valence and conduction bands touch at isolated points (Weyl nodes) in the Brillouin zone. This gives rise to unusual electronic properties of these materials. In particular, Weyl semimetals host peculiar surface electron states whose Fermi lines are shaped as open arcs. I will show that static electric fields that are necessarily present near the crystal surface result in a spiraling structure of Fermi arcs. The winding angle of the spiral is controlled by the chirality of the Weyl node and the magnitude of the surface potential. I will also discuss magnetoresistance of a pn-junction in a Weyl semimetal.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 9 сентября 2016 г., ИТФ, 11:30
Dimitri M. Gangardt (University of Birmingham)
Dynamic correlations in 1D superfluids: the particle-wave duality

While phonons are routinely used to describe low-energy properties of quantum superfluids, repulsive bosons in one dimension are special: their low energy excitations allow for an alternative decription in terms of fermionic quasiparticles. In my talk I will present the quasiclassical theory of these excitations which allows calculation of the dynamical structure factor in a generic 1D Bose liquid. In this theory the main role is played by singular kink-like configurations of the bosonic field. I will demonstrate that it is the kinetics of these quasiparticles rather than hydrodynamics which provides an effective description of dynamics of 1D interacting bosons.

Теоретический семинар, четверг 9 июня 2016 г., ИФП, 11:30
Я.М. Бельтюков (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург)
Random matrix approach to the jamming transition

Amorphous materials as diverse as foams, emulsions, colloidal suspensions and granular media can jam into a solid-like disordered state. In this state each particle has a certain equilibrium position and can vibrate around it.

In this talk, I will show that the dynamical matrix M describing harmonic oscillations in such media can be represented in the form M = AAT. The rows of the matrix A correspond to the degrees of freedom of individual granules and its columns correspond to elastic contacts between granules. This representation allows to apply the random matrix theory and estimate the vibrational density of states. The resulting vibrational density of states is approximately constant over a wide frequency range which is determined mostly by the ratio of the number of degrees of freedom and the total number of elastic contacts in the system. The results are in a good agreement with numerical experiments performed by various authors.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 3 июня 2016 г., ИТФ, 16:00
А. П. Дмитриев (ФТИ им. А. Ф. Иоффе)
Электрон в поле изгибных колебаний мембраны: квантовое время, магнето-осцилляции и разрушение когерентности

Изучено движение электрона в мембране под влиянием равновесных изгибных колебаний, коррелятор которых убывает с расстоянием по закону r^{-2\eta}. Подробно рассмотрен случай \eta<1/2, когда даже при сколь угодно слабом взаимодействии теория возмущений неприменима. Показано, что в этом случае обратное квантовое время пропорционально g^{1/(1-\eta)} T^{(2-\eta)/(2-2\eta)}, где g - константа электрон-фононного взаимодействия, а T - температура. Развитый метод приложен к вычислению плотности состояний электрона в перпендикулярном к мембране магнитном поле. Показано, в частности, что в режиме слабоуширенных беспорядком уровней Ландау они имеют гауссову форму с шириной, зависящей от магнитного поля по закону B^\eta. Кроме того, вычислено время сбоя фазы волновой функции электрона за счет его взаимодействия с изгибными фононами в случае \eta<1/2. Показано, что имеется несколько температурных интервалов, в которых время сбоя фазы выражается различными степенными функциями от константы электрон-фононного взаимодействия, температуры и энергии электрона.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 3 июня 2016 г., ИТФ, 14:30
А. В. Семенов (МГПУ)
Coherent excited states in superconductors due to a microwave field

We describe theoretically the depairing effect of a microwave field on diffusive s-wave superconductors. The ground state of the superconductor is altered qualitatively in analogy to the depairing due to a dc current. In contrast to dc-depairing the density of states acquires, for microwaves with frequency \omega_0, steps at multiples of the photon energy \Delta \pm n\hbar\omega_0 and shows an exponential-like tail in the subgap regime. We show that this ac-depairing explains the measured frequency shift of a superconducting resonator at high microwave power and low temperatures.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 3 июня 2016 г., ИТФ, 11:30
А. Штык, Г. Голдстейн, К. Шамон
Электроны на обезьяньем седле: четверная точка Лифшица

Мы рассматриваем 2D взаимодействующие электроны с дисперсией типа "обезьянье седло" (ОС), $\propto p_x^3-3p_xp_y^2$. Подобная дисперсия естественно возникает при слиянии трех обычных седел (особенностей ван Хова) в элементарной катастрофе типа эллиптической омбилики. Мы показываем, что такая дисперсия возникает в двухслойном графене в поперечном электрическом поле, причем с точки зрения топологии поверхности Ферми подобная сингулярность является четверной точкой Лифшица. Точка Лифшица этого типа обладает характерным поведением уровней Ландау $E_m\propto (Bm)^{3/2}$ и связанных осцилляций в термодинамических и транспортных свойствах, таких как осцилляции де-Гааза-ван-Альфена и Шубникова-де-Гааза, чей период утраивается при пересечении сингулярности. Мы демонстрируем, что для изолированного ОС теория, описывающая невзаимодействующие электроны, неустойчива по отношению к ренормгрупповому потоку, и в системе либо возникает сверхпроводящая неустойчивость, либо не-Ферми-жидкостное поведение. В двухслойном графене, в котором имеется два ОС около $K$ и $K^\prime$ точек, возникает конкуренция неустойчивостей, а именно ферромагнетизма, волн спиновой и зарядовой плотностей, и нематичности.

Теоретический семинар, четверг 2 июня 2016 г., ИФП, 11:30
А.В. Рожков (МФТИ; ИТПЭ РАН; ВНИИА им. Духова)
Majorana fermion from Landau quantization in 2D topological superconductors

We study the generation of Majorana fermions in a two-dimensional topological superconductor placed in a transverse magnetic field B. A topological insulator/superconductor heterostructure and a two-dimensional p-wave superconductor are discussed. It is demonstrated that in these systems a single vortex creates two Majorana fermions, one hosted at the vortex core. The wave function of the second Majorana state is localized in the superconductor volume along a circle of radius rB−1 centered at the vortex core. In the case of many vortices, the sensitivity of r to the magnetic field B may be used to control the coupling between the Majorana fermions. The latter property could be an asset for quantum computations.

Теоретический семинар, четверг 12 мая 2016 г., ИФП, 11:30
Павел Французов (Новосибирск)
Долговременные флуктуации излучения наноразмерных частиц

Одиночные наноразмерные частицы, такие как коллоидные полупроводниковые нанокристаллы, наностержни (nanorods), нанопроволоки (nanowires) демонстрируют флуктуации интенсивности флуоресценции (мерцание) на широчайшем спектре временных масштабов, от долей миллисекунд до часов. В докладе будут обсуждаться существующие теоретические механизмы и модели мерцания наночастиц, включая модель Эфроса/Розена [Al.L. Efros & M. Rosen, Phys. Rev. Lett. 78, 1110 (1997)] и Multiple recombination center model [P.A. Frantsuzov, S. Volkan-Kacso & B. Janko, Phys. Rev. Lett. 103, 207402 (2009)].

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 22 апреля 2016 г., ИТФ, 15:00
Д. М. Баско (CNRS, Grenoble)
О роли эффекта Ландау-Зинера в работе квантового турникета

Квантовый турникет представляет собой наноэлектронное устройство, контролируемым образом переносящее электроны по одному между двумя сверхпроводящими электродами путём подачи переменного напряжения на металлическую наночастицу, расположенную между двумя электродами. Оказывается, что когерентная связь между электронными состояниями в наночастице и квазичастичными состояниями в сверхпроводниках накладывает фундаментальные ограничения на работу устройства.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 22 апреля 2016 г., ИТФ, 11:30
Teun Klapwijk (TU Delft)
Josephson-effect in 3DTI and 2DTI based on HgCdTe heterostructures

I will report on experimental results obtained at Molenkamp’s group in Würzburg on ‘missing odd’ Shapiro steps and on emission of Josephson radiation. It is known that as a consequence of the Josephson equations, a strong relation exists between the voltage V measured across a Josephson junction and the characteristic frequency fJ =2eV/h of the current flowing in it. By applying microwave radiation steps occur at integer values of the voltage. Alternatively, ’listening’ to the rf signal radiated by the circulating supercurrent is a passive way of probing its properties. The data provide compelling evidence for the presence of a substantial 4\pi Josephson-current as would be expected from zero-enegry states. The results are available on the arxiv at: arXiv:1603.09611, arXiv:1601.08055, arXiv:1503.05591

Work done by: J.Wiedenmann, E.Bocquillon, R. Deacon, T.M.Klapwijk and various co-authors.
The research is supported by a 2014 Alexander von Humboldt prize.

Теоретический семинар, четверг 21 апреля 2016 г., ИФП, 11:30
Д. Баско (LPMMC, CNRS, Grenoble, France)
Процессы переворота спина и радиационное затухание тёмных экситонов в дихалкогенидах переходных металлов

Двумерные монослои соединений MoS2, MoSe2, WS2, WSe2 являются прямощелевыми полупроводниками с оптической (экситонной) щелью в видимом диапазоне. Щель находится в двух электронных долинах, связанных симметрией обращения времени. Из-за сильного спин-орбитального взаимодействия зоны расщеплены по спину. Знаки расщепления в разных долинах противоположны. Из 16 возможных экситонных состояний с разными комбинациями спиновых и долинных индексов электрона и дырки, только 4 могут аннигилировать без переворота спина и/или долины. Остальные состояния называются тёмными. В данной работе рассматриваются тёмные экситоны, распад которых разрешён по долине, но запрещён по спину.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 15 апреля 2016 г., ИТФ, 15:00
М. В. Фейгельман
Quantum tunneling vs. thermal effects in experiments on adiabatic quantum computing

Реферативный доклад по работе D. M. Silevitch, T. F. Rosenbaum and G. Aeppli, Eur. Phys. J. Special Topics 224, 25 (2015)

Traditional simulated annealing uses thermal fluctuations for convergence in optimization problems. Quantum tunneling provides a different mechanism for moving between states, with the potential for reduced time scales and different outcomes. Thermal and quan- tum annealing are compared in two concentration regimes of a model disordered magnet, where the effects of quantum mechanics can be tuned both by varying an applied magnetic field and by controlling the strength of thermal coupling between the magnet and an external heat bath. The results indicate that quantum annealing hastens convergence to the final state, and that the quantum character of the final state can be engineered thermodynamically.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 15 апреля 2016 г., ИТФ, 11:30
Суслов М.В.
Доклад по кандидатской диссертации (рук. Лесовик Г.Б.)

Полная статистика переноса квантовых частиц, квантовая метрология и создание запутанных состояний" В диссертации с помощью формализма первичного квантования автором получены новые выражения для характеристической функции полной статистики переноса, учитывающие энергетическую зависимость, зависимость от времени, а также обменные эффекты, обусловленные конечным перекрытием волновых пакетов. В случае рассеяния двух фермионов получена суббиноминальная статистика для незапутанных входящих состояний, в то время как запутанные состояния могут порождать супербиноминальный шум. Описан случай с постоянным напряжением, где учитывается зависимость рассеяния от энергии и конечных времен измерения. Предложена схема, содержащая условные измерения, в которой несколько кубитов служат детектором в задаче о полной статистике переноса. Сформулирована и решена задача счета в терминах проблемы различимости квантовых состояний при однократном измерении, дающая конструктивную схему прибора для квантового алгоритма счета. Исследованы различные возможности приборной реализации этого алгоритма. Рассмотрены возможности создания запутанных состояний путем частичного определения числа прошедших частиц. Предложен новый способ измерения напряжения при помощи одного или нескольких зарядовых кубитов.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 15 апреля 2016 г., ИТФ, 11:30
Лесовик Г.Б.
Комментарии о развитии тематики диссертации.
Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 8 апреля 2016 г., ИТФ, 15:00
K. S. Tikhonov
What is the computational value of finite range tunneling?

Реферативный доклад по работе V. S. Denchev et al (Google Inc.), arxiv.org/1512.02206

Quantum annealing (QA) has been proposed as a quantum enhanced optimization heuristic exploiting tunneling. Here, we demonstrate how finite range tunneling can provide considerable computational advantage. For a crafted problem designed to have tall and narrow energy barriers separating local minima, the D-Wave 2X quantum annealer achieves significant runtime advantages relative to Simulated Annealing (SA). For instances with 945 variables, this results in a time-to-99%-success-probability that is ∼108 times faster than SA running on a single processor core. We also compared physical QA with Quantum Monte Carlo (QMC), an algorithm that emulates quantum tunneling on classical processors. We observe a substantial constant overhead against physical QA: D-Wave 2X again runs up to ∼108 times faster than an optimized implementation of QMC on a single core. We note that there exist heuristic classical algorithms that can solve most instances of Chimera structured problems in a timescale comparable to the D-Wave 2X. However, we believe that such solvers will become ineffective for the next generation of annealers currently being designed. To investigate whether finite range tunneling will also confer an advantage for problems of practical interest, we conduct numerical studies on binary optimization problems that cannot yet be represented on quantum hardware. For random instances of the number partitioning problem, we find numerically that QMC, as well as other algorithms designed to simulate QA, scale better than SA. We discuss the implications of these findings for the design of next generation quantum annealers.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 8 апреля 2016 г., ИТФ, 11:30
Dmitry Bagrets (Institute for Theoretical Physics, University of Cologne, Germany)
Low-energy field theory of disordered Weyl metals.

In my talk I discuss the transport properties of disordered Weyl semimetals. In these systems, mechanisms of topological origin lead to the protection against Anderson localization, and at the same time to different types of transverse electromagnetic response -- the anomalous Hall effect (AQHE), and chiral magnetic effect (CME). I will demonstrate how an interplay of symmetry breaking and the chiral anomaly leads to the low-energy field theory containing two types of topological terms --- the Pruisken term describing AQHE and a variant of the non-Abelian Chern-Simons term responsible for CME. I will then discuss the signatures of CME in the magnetoconductance and shot noise assuming a quasi-one-dimensional geometry with a disordered Weyl semimetal nanowire being placed in the contact with two normal leads. An application of the magnetic field B along the nanowire creates the chiral 1d channels propagating parallel to B. They survive disorder averaging and the amount of them equals to the number of flux quanta piercing the nanowire. As the result, the magnetoconductance shows the crossover from quadratic to linear in B behavior while the Fano factor F is exponentially suppressed at high B as compared to F=1/3 at low B.
References: Dmitry Bagrets and Alexander Altland, PRL 114, 257201 (2015); PRB 93, 075113 (2016)

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 7 апреля 2016 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Nikolaos Lazaridis (Crete University, Greece)
Quantum coherence in a qubit chain induced by self-induced transparent electromagnetic pulses

Superconducting quantum bits (qubits) are at the heart of quantum information processing schemes since they satisfy the requirements for being the building blocks of viable quantum computers. Here it is shown that quantum coherence, in the form of population inversion pulses, is induced by self-induced transparent pulses propagating in a quantum metamaterial comprising superconducting charge qubits. The experimental confirmation of that effect may open a new pathway to potentially powerful quantum computing.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 25 марта 2016 г., ИТФ, 15:00
Lara Faoro (U Paris 6 & 7)
Out-of-time-order correlators in solid state physics

Out-of-time-order correlators introduced recently in the context of quantum gravity describe the delocalization of information in quantum systems. In classical chaotic systems, these correlators are known to grow exponentially with the Lyupanov exponent. I discuss the behavior of these correlators in canonical examples of solid state quantum chaotic systems: disordered electrons with and without phonon interaction.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 11 марта 2016 г., ИТФ, 15:00
D. Shapiro, A. Shnirman and A. Mirlin
Current-phase relation and h/e-periodic critical current of a chiral Josephson contact between 1D Majorana modes

We explore a long Josephson contact transporting Cooper pairs between 1D charge-neutral chiral Majorana modes in the leads via charged Dirac chiral modes in the normal region. We investigate the regimes of transparent and tunnel junctions implemented in 3D topological insulator/superconductor/magnet hybrid structures. The setup acts as a SQUID controlled by the magnetic flux enclosed by the chiral loop of the normal region. This chirality leads to the fractional h/e-periodic pattern of critical current. The current-phase relation can have sawtooth-like shape with spikes at unusual even phases of 2\pi n.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 4 марта 2016 г., ИТФ, 15:00
Alessandro Silva (SISSA, Trieste)
Dynamical phase transitions and statistics of excitations

Dynamical phase transitions can occur in isolated quantum systems that are brought out of equilibrium by either a sudden or a gradual change of their parameters. Theoretical examples rage from the behaviour of the O(N) model in the large N limit as well as spin-model with long range interactions, both showing dynamical criticality in their prethermal steady-states. In this talk I will start by discussing the characterization of such dynamical phase transitions based on the statistics of produced excitations. I will focus both on the role of fluctuations as well as on the difference between sudden and gradual changes of the parameters. Finally, I will discuss a second type type of dynamical criticality discussed in the literature, related to the emergence of zeroes in the Loschmidt amplitude, and show that this phenomenon is much less generic and robust than standard dynamical criticality.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 4 марта 2016 г., ИТФ, 11:30
В.Ю. Качоровский (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН), И.В. Горный, А.Д. Мирлин
Аномальные упругие свойства двумерных неупорядоченных кристаллов: применение к графену

Графен представляет собой знаменитый пример двумерной кристаллической мембраны. Тепловые флуктуации мембраны стремятся разрушить дальний порядок в системе. Конкурирующим эффектом, благодаря которому мембрана остается термодинамически стабильной, является сильное ангармоническое взаимодействие между изгибными и продольными колебательными модами. Ангармонические эффекты демонстрируют критическое поведение на масштабах больших, чем длина Гинзбурга. В частности, изгибная жесткость чистой изолированной мембраны возрастает степенным образом по мере увеличения размера системы: $\varkappa \propto L^{\eta}.$ В работе изучается влияние беспорядка на критическое поведение мембраны. Показано, что случайные флуктуации кривизны мембраны, вызванные статическим беспорядком, радикально меняют характер скейлинга изгибной жесткости. Выведены уравнения ренормгруппы (РГ), описывающие изменение $\varkappa$ и эффективной силы беспорядка $b$ по мере увеличения размера системы. Показано, что обе величины немонотонно зависят от $L.$ Анализ уравнений РГ позволяет построить критическую кривую $b(\varkappa),$ разделяющую плоскую и «скомканную» (crumpled) фазы мембраны. Геометрия мембраны в окрестности критической кривой характеризуется (в определенном интервале масштабов) фрактальной размерностью. Также подробно изучено поведение $\varkappa$ и $b$ в плоской фазе. Показано, что глубоко в плоской фазе беспорядок убывает степенным образом на масштабах больших, чем длина Гинзбурга, которая, таким образом, задает характерный масштаб рипплов (ripples) – статических изгибных деформаций, экспериментально наблюдаемых в изолированном графене. В пределе $L \to \infty $ рипплы характеризуются аномальной экспонентой $2\eta$ по контрасту с динамическими флуктуациями, которые спадают степенным образом с показателем $\eta$. Если начальный беспорядок достаточно велик, то существует промежуточный интервал масштабов, где рипплы убывают существенно медленнее, с показателем $\eta/4.$. Результаты расчетов сравниваются с имеющимися экспериментальными измерения параметров рипплов в графене. В работе также изучается поведение мембраны под действием внешнего натяжения. Показано, что линейный закон Гука нарушается, а именно растяжение листа графена оказывается нелинейной функцией приложенного малого натяжения: $\Delta L \propto \sigma^{\eta/(2-\eta)}$ и $\Delta L \propto \sigma^{\eta/(8-\eta)},$ соответственно, для чистой и разупорядоченной мембраны.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 26 февраля 2016 г., ИТФ, 11:30
Я.В. Фоминов, М.А. Скворцов
Подщелевые состояния в неупорядоченных сверхпроводниках с сильными магнитными примесями

Исследована плотность состояний в диффузных сверхпроводниках с магнитными примесями, подчиняющимися статистике Пуассона. Таким образом могут быть описаны примеси произвольной «силы», а известный случай борновских магнитных примесей с гауссовой статистикой является предельным случаем нашего рассмотрения. Теория среднего поля предсказывает нетривиальную структуру плотности состояний, содержащую континуум квазичастичных состояний, а также (в некотором диапазоне параметров) примесную зону. В приближении среднего поля все края спектра являются жесткими и обозначают четкие границы между областями конечной и нулевой плотности состояний. Рассматривая инстантоны в технике репличной сигма-модели, мы вычисляем среднюю плотность состояний за рамками среднеполевого приближения. Таким образом, мы находим подщелевые состояния («хвосты»), которые размывают края спектра за счет флуктуаций потенциального (обычные примеси) и непотенциального (магнитные примеси) беспорядка. Неоднородность концентрации магнитных примесей приводит к появлению подщелевых состояний за счет двух механизмов: флуктуации пара-разрушающего параметра (магнитный аналог мезоскопических флуктуаций) и флуктуации параметра порядка (определяемого самосогласованно). В предельных случаях воспроизводятся ранее полученные результаты для подщелевой плотности состояний в грязных сверхпроводниках с магнитными примесями.

Теоретический семинар, четверг 4 февраля 2016 г., ИФП, 11:30
С.А. Бразовский
Electronic phase transitions induced by electric or optical impacts

Controlled transformations of electronic states or even of whole phases are achievable today by impacts of very strong electric fields and/or the ultrafast optical pumping. The experimental success is coming from ferroelectrically and ionically enhanced field effect in high-Tc superconductors, induced metallization in oxides of transition metals and in organic materials, field-effect superconductivity in MBE monolayers. The techniques of the femto-second optical pumping span from the purely optical setups to the newer time-resolved photoemission spectroscopy and to the latest time-sliced diffraction. The tested electronic phases include: superconductivity, charge density waves, charge ordering, ferroelectricity, magnetic phases, Peierls and Mott insulators. A super goal is to attend “hidden” states which are inaccessible and even unknown under equilibrium conditions. Such a bistable switching has been achieved in a “polaronic Wigner-crystalline Mott insulator” 1T-TaS2. After the experimental review, some time will be devoted to a phenomenological theory (collaboration with N. Kirova). Thus, the modeling of the quasi-condensate of excitons interacting with the order parameter recovers the dynamical realization of the “excitonic insulator” state and spacio-temporal patterns with self-focusing, domains segregation, and local dynamical phase transitions.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 29 января 2016 г., ИТФ, 11:30
Serguei Brazovskii (LPTMS, CNRS & University Paris-Sud & NUST MISiS)
Collective conductivity, criticality and reconstruction in systems with an infinite permittivity

This talk will be devoted to conducting systems with unhindered polar deformations: ferroelectric semiconductors near the critical temperature and charge density waves (CDW) subjected to pinning and junctions constraint. For ferroelectrics, epitomized by Mott insulators in organic stack materials, we shall find access to the critical dynamics, to the creep of domain walls, and to the polarization dumping by solitons. For CDWs, we shall model the reconstruction of their current carrying states in junctions channels via dynamical and static vortex structures. For completeness, we shall recall also old stories of frequency and temperature dependence of the permittivity of CDWs under pinning and Coulomb interactions.
The presented results are based on collaborations with P. Monceau and F. Nad in experiment and with N. Kirova and A. Larkin in theory.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 22 января 2016 г., ИТФ, 11:30
Ю.Н. Овчинников, I.M. Sigal
Неустойчивость треугольной решетки Абрикосова при значениях параметра порядка Гинзбурга-Ландау каппа, близких к единице.

В работе исследуется мягкая поперечная мода бесщелевых возбуждений, связанная с деформацией треугольной решетки Абрикосова с одним квантом потока в элементарной ячейке при произвольном значении параметра Гинзбурга-Ландау каппа. Показано. что в узкой области значений каппа, близких к единице, решетка Абрикосова с углом Ф=\pi/3 между векторами элементарной ячейки неустойчива. Спектр возбуждений рассматриваемой моды при малых значениях импульса к (в k^2 приближении) изотропен при к, лежащем в плоскости, перпендикулярной магнитному полю. Найден интервал неустойчивости по величине каппа.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 25 декабря 2015 г., ИТФ, 13:00
Павел Иоселевич
Расщепление куперовских пар в ферромагнитных сквидах

We study Josephson junctions between superconductors connected by two parallel ferromagnetic arms. For fully polarised ferromagnets, supercurrent through such a SQUID only flows via Cooper pair splitting between the differently polarised arms. The average current is suppressed, but mesoscopic fluctuations lead to a significant typical current. We calculate this current for the SFS SQUID, as well as for a SQUID with metallic arms with magnetic impurities. The latter shows an h/e periodicity in flux. The current in both systems is of fluctuational origin and is stronger for materials with low conductivity and a low superconducting gap.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 18 декабря 2015 г., ИТФ, 11:30
П. М. Островский
Аномальный эффект Холла в слабо неупорядоченных ферромагнетиках

Anomalous Hall effect arises in systems with both spin-orbit coupling and magnetization. Generally, there are three mechanisms contributing to anomalous Hall conductivity: intrinsic, side jump, and skew scattering. The standard diagrammatic approach to the anomalous Hall effect is limited to computation of ladder diagrams. We demonstrate that this approach is insufficient. An important additional contribution comes from diagrams with a single pair of intersecting disorder lines. This contribution constitutes an inherent part of skew scattering on pairs of closely located defects and essentially modifies previously obtained results for anomalous Hall conductivity. We argue that this statement is general and applies to all models of anomalous Hall effect. We illustrate it by an explicit calculation for two-dimensional massive Dirac fermions with weak disorder. In this case, inclusion of the diagrams with crossed impurity lines reverses the sign of the skew scattering term and strongly suppresses the total Hall conductivity at high electron concentrations. The same mechanism for ordiary electrons with spin-orbit coupling (Bychkov-Rashba model) produces an opposite effect increasing the Hall conductivity. In the conduction band, skew scattering with crossed impurity lines is the only source of the anomalous Hall effect.

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 17 декабря 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Аркадий Фёдоров (Университет Квинслэнда, Австралия)
Исследование контекстуальности со сверхпроводящими квантовыми цепочками

Контекстуальность является одним из фундаментальных свойств, отличающих квантовую механику от классической теории. Предполагалось, что именно благодаря этому "волшебному" параметру происходит экспоненциальное ускорение в квантовых компьютерах. Мы предоставим первые экспериментальные доказательства этого ресурса для трехуровневой квантовой системы, построенной на сверхпроводящих контурах - одной из основных схем для квантовых вычислений. Связав дисперсионные сдвиги сверхпроводящего кутрита с СВЧ-резонатором, мы получили сильные проекционные измерения с двойными результатами. В сочетании с высокой контрастностью считывания, осуществляемой благодаря параметрическому усилителю, это позволяет нам объединить оба измерения и совместить обходы циклов, которые присутствовали в предыдущих экспериментальных испытаниях.

Теоретический семинар, четверг 10 декабря 2015 г., ИФП, 11:30
С.А. Бразовский
Recent identifications of microscopic solitons in quasi 1D electronic systems and generalisations to higher dimensions

We review a progress in experiments and theory, elucidating the role of microscopic solitons in quasi-1D electronic systems with a symmetry breaking. The new interest rises from studies of the «electronic ferroelectricity» in organic conductors, and from nano-scale tunneling experiments in Charge Density Wave (CDW) materials. Individual solitons have been visually captured in recent STM experiments. On this basis we extrapolate to a picture of combined topological excitations in general strongly correlated systems: from doped antiferromagnets to strong coupling and spin-polarized superconductors. At more macroscopic scales, we recover the electronic vortices generated in mesa-junctions, and domain walls evolving in femtosecond pump-probe experiments.

Семинар «Когерентные явления и самоорганизация в метаматериалах», среда 9 декабря 2015 г., МИСиС, 11:00
Г. П. Циронис (НИТУ "МИСиС"; Университет Крита, Греция)
Когерентные явления и самоорганизация в метаматериалах

В среду 9 декабря 2015 года в аудитории Г - 410 НИТУ МИСиС (Ленинский пр. 6, здание Горного института, станция метро «Октябрьская» (кольцевая)) состоится семинар «Когерентные явления и самоорганизация в метаматериалах».

Программа семинара:

11:00 «Chimeras in SQUID metamaterials» Г. П. Циронис (НИТУ "МИСиС"; Университет Крита, Греция)

11:45 «Control of power in parity-time symmetric lattices» Г. П. Циронис (НИТУ "МИСиС"; Университет Крита, Греция)

12:30 «Qubit lattice coherence induced by electromagnetic pulses in superconducting metamaterials» З. Ивич (Институт ядерных наук «Винча», Сербия)

13:15 «Imaging coherent response of a superconducting metasurface» А. С. Аверкин (НИТУ "МИСиС")

Приглашаются все желающие, особенно – молодые ученые, интересующиеся новыми событиями и горизонтами в области микро- и нано-технологий сверхпроводников.

Проход в здание НИТУ "МИСиС" для участников семинара, не являющихся студентами, аспирантами или сотрудниками НИТУ МИСиС, осуществляется по паспорту при условии предварительной регистрации на сайте http://smm.misis.ru/event/coherent-and-self-organization-phenomena-in-metamaterials/.

Контактное лицо: Андрей Малишевский, тел. +7 916 135 03 25, vabanque@mail.ru

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 4 декабря 2015 г., ИТФ, 11:30
Serguei Brazovskii (LPTMS, CNRS & University Paris-Sud & NUST MISiS)
Dynamical phase transitions in electronic systems induced by ultra-fast optical pumping.

I shall report on several studies of phase transformations in cooperative electronic systems achieved by means of a femto-second optical pumping. 1. Experiments on charge density waves recovered coherent unharmonic undulations of the order parameter, critical slowing down of the collective mode, and evolution of the particle-hole gap. The numerical modeling reproduced the dynamical phase transition, and the waves emitted by “earthquakes” from in depth annihilation events of topological defects.*) 2. The bistable switching to a “hidden” state has been achieved in a “polaronic Wigner-crystalline Mott insulator” 1T-TaS2. The theory focuses upon evolution of electrons and holes as mobile charge carriers, and the crystallized electrons modifiable by intrinsic defects.*) 3. The special case of resonance optical pumping to excitons is realized in systems with a neutral-ionic ferroelectric transition. The modeling of the quantum-coherent quasi-condensate of excitons interacting with the order parameter recovers the dynamical realization of the “excitonic insulator” state and spacio-temporal patterns with self-focusing, domains segregation, and local dynamical phase transitions.**) ----------------------------------------------------------------------------------------------- *)After collaboration with D. Mihailovic group at the Jozef Stefan Institute, Ljubljana, Slovenia. **) After collaboration with N. Kirova, LPS, University Paris-Sud, Orsay, France.

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 26 ноября 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Prof. Yukio Tanaka (Nagoya University, Japan)
Odd-frequency pairing and Andreev bound states

Superconductivity is a phenomenon where the macroscopic quantum coherence appears due to the pairing of electrons. The symmetry properties of the pairing, i.e., the parity and spin-singlet/spin-triplet, determine the physical properties of the superconducting state. Odd-frequency pairing originally discussed by Berezinskii as a bulk state. Although the bulk odd-frequency superconductor has not discovered experimentally, the importance of odd-frequency pairing amplitude has been recognized in ferromagnet / superconductor junctions and non-uniform systems. We have clarified that odd-frequency pair amplitude arises in the spatially non-uniform situation quite ubiquitously where bulk superconductor has a conventional even-frequency symmetry. Especially, it has been revealed that when the Andreev bound state (ABS) appears at the surface/interface of the sample, odd-frequency pairing is enhanced. It has been revealed that there are many exotic properties relevant to odd-frequency pairing like anomalous proximity effect in spin-triplet superconductor junctions. This anomalous proximity effect becomes prominent if we consider disordered normal (N) nano wire attached to a topologically nontrivial superconducting (S) one. The transport properties in superconducting nano-wire junctions show universal behaviors irrespective of the degree of disorder: the quantized zero-bias differential conductance at in NS junctions. The odd-frequency pairs exist wherever the Majorana fermions stay. We further discuss a strong relationship between Majorana fermions and odd-frequency Cooper pairs in several topological superconducting systems.

Теоретический семинар, четверг 26 ноября 2015 г., ИФП, 11:30
А.В. Самохвалов (ИФМ РАН, Нижний Новгород)
Электродинамика слоистых гибридных структур сверхпроводник/ферромагнетик/сверхпроводник в окрестности 0-π перехода

Гибридные структуры сверхпроводник/ферромагнетик/сверхпроводник (SFS) с эффектом близости являются удобным объектом для изучения фазовых переходов, вызванных взаимодействием двух конкурирующих параметров порядка: сверхпроводящего и ферромагнитного. Необычное поведение слоистых SF структур, как правило, связано с интересным явлением π-сверхпроводимости при котором в гибридной структуре формируется равновесное состояние с нетривиальной разностью фаз π между соседними сверхпроводниками. Эффект близости на SF границах приводит к частичному или полному подавлению сверхпроводимости в S слоях, а величина эффекта зависит от структуры парной волновой функции, т.е. от типа состояния (0 или π), которое устанавливается в SFS структуре. В докладе обсуждаются причины резкого увеличения эффективной глубины проникновения магнитного поля λ(T) при понижении температуры T, которое наблюдалось в диффузных SFS структурах Nb/PdNi/Nb с тонкими (порядка сверхпроводящей длины когерентности) S слоями [1]. Предложена модель, объясняющая подобную аномалию проявлением фазового перехода между 0 и π сверхпроводящими состояниями SFS структуры. Основываясь на микроскопических уравнениях Узаделя, получено разложение Гинзбурга—Ландау, коэффициенты которого зависят от распределения парной волновой функции в ферромагнетике и различны для 0 и π состояний SFS структуры. Выполнены расчеты свободной энергии 0 и π состояний, температуры 0−π перехода, и приведена фазовая диаграмма SFS структуры на плоскости параметров (температура — толщина F слоя). Переход между 0 и π состояниями при изменении температуры происходит по типу фазового перехода первого рода, сопровождается скачкообразным изменением амплитуды волновой функции в S слоях и, как следствие, резким изменением экранирующих свойств SFS структуры. Приведен обобщенный функционал Гинзбурга—Ландау, справедливый для произвольной разности фаз сверхпроводящих параметров порядка S слоев, и выполнены расчеты ток-фазовой зависимости SFS джозефсоновского перехода с тонкими сверхпроводящими электродами в окрестности перехода между 0 и π состояниями [2]. Литература: [1] N. Pompeo et al., Phys. Rev. B 90, 064510 (2014). [2] A. V. Samokhvalov and A. I. Buzdin, Phys. Rev. B 92, 054511 (2015).

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 13 ноября 2015 г., ИТФ, 11:30
И.С. Бурмистров
Сопротивление зарядовой релаксации в режиме сотуннелирования много канальной кулоновской блокады: нарушение соотношения Корринги-Шибы

В работе исследуется адмиттанс маленького металлического островка, соединенного ёмкостным образом с затвором и многоканальным туннельным контактом с резервуаром. Наличие переменного напряжения на затворе приводит к появлению переменного тока через туннельный контакт. Рассматривается режим неупругого сотуннелирования, в котором диссипация энергии определяется рождением электрон-дырочных пар на островке. Показано, что при конечной температуре в пределе низких частот диссипация омическая, а при нулевой температуре супер-омическая. Получено, что 1) сопротивление зарядовой релаксации имеет сильную температурную зависимость и 2) мнимая и действительные части адмиттанса не удовлетворяют соотношению Корринги-Шиба. При нуле температур сопротивление зарядовой релаксации обращается в нуль в согласии с нуль-температурным анализом работ [M. Filippone and C. Mora, Phys. Rev. B86, 125311 (2012) and P. Dutt, T. L. Schmidt, C. Mora, and K. Le Hur, Phys. Rev. B 87, 155134 (2013)].

Теоретический семинар, четверг 12 ноября 2015 г., ИФП, 11:30
Georg Schwiete (SPICE and Johannes Gutenberg Universität Mainz, Germany)
Thermal transport in the disordered electron liquid

In this talk, I will present a theoretical study of thermal transport in the disordered two-dimensional electron liquid. At temperatures smaller than the impurity scattering rate, in the diffusive regime, thermal conductivity acquires non-analytic quantum corrections. Our approach to this problem is based on an analysis of the heat density-heat density correlation function. To this end, Luttinger’s gravitational potentials are introduced in the action as sources that couple to the heat density. In a two-stage procedure, a renormalization group calculation based on the Keldysh non-linear sigma model in the presence of Luttinger’s gravitational potentials is supplemented with a perturbative study of scattering processes induced by the Coulomb interaction in the sub-temperature energy range. These scattering processes are at the origin of logarithmic corrections violating the Wiedemann-Franz law. As an application, I intend to discuss thermal transport on the metallic side of the metal-insulator transition in Si MOSFETs. References: G. Schwiete and A.M. Finkel’stein, PRB 90, 060201 (2014); PRB 90, 155441 (2014); arXiv:1509.02519; arXiv:1510.06529.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 6 ноября 2015 г., ИТФ, 15:00
М. В. Фейгельман
Level repulsion exponent β for Many-Body Localization Transitions and for Anderson Localization Transitions via Dyson Brownian Motion

Реферативный доклад по работе Cecile Monthus, arxiv:1510.08322.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 6 ноября 2015 г., ИТФ, 11:30
Константин Тихонов
Численное исследование статистики уровней и волновых функций на случайных регулярных графах с беспорядком

Интерес к задаче об одночастичной локализации на случайном регулярном графе (RRG) в последнее время возрос в связи с проблемой многочастичной локализации (MBL). Качественно, MBL можно понимать как Андерсоновскую локализацию в пространстве Слэтеровских детерминантов, которые играют роль узлов в неопорядоченной прыжковой модели. Так как структура Фоковского пространства иерархична, соответствующая решетка напоминает случайный регулярный граф. В этой работе мы изучаем Андерсоновский переход в ансамбле RRG с беспорядком с помощью точной численной диагонализации. Мы показываем, что полученная картина перехода на RRG совместима с существующей теорией, с условием правильной интерпретации полученных результатов и учета эффектов конечности размера графа. Наш анализ снимает противоречие между имеющимися теоретическими результатами и численными исследованиями других авторов.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 23 октября 2015 г., ИТФ, 11:30
Павел Вигман
Геометрический транспорт в квантовом эффекте Холла

Хорошо известно что проводимость Холла квантуется с высокой точностью. Существуют ли другие транспортные коэффициенты, квантующиеся с такой же точностью? Оказывается, что таких коэффициентов как минимум два. Они связаны с транспортом, вызванным изменением геометрической формы электронной жидкости.

По работе: S. Klevtsov, P. Wiegmann: Phys. Rev. Lett. 115: 086801 (2015)

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 16 октября 2015 г., ИТФ, 15:00
Сергей Миронов (МФТИ)
Джозефсоновский транспорт через нанопроволоки: многоканальная интерференция и магнитные осцилляции

В работе теоретически показано, что критический ток джозефсоновского контакта, содержащего нанопроволоку с двумя проводящими каналами, испытывает многопериодические магнитные осцилляции. Многопериодичность возникает из-за квантовомеханической интерференции между каналами, на которую существенное влияние оказывают сильные спин-орбитальное и зеемановское взаимодействия. Рассмотренная минимальная двухканальная модель позволяет объяснить сложные интерференционные явления, обнаруженные в экспериментах по измерению джозефсоновского транспорта через нанопроволоки висмута.

Коллоквиум Междисциплинарного центра фундаментальных исследований МФТИ, среда 14 октября 2015 г., МФТИ, 113ГК, 17:05
Сергей Миронов
Пространственно неоднородные состояния в гибридных системах сверхпроводник-ферромагнетик

Хорошо известно, что сверхпроводимость и магнетизм - антагонистические явления, которые не могут одновременно реализовываться в одном материале. Однако, их сосуществование становится возможным в многослойных гибридных системах, в которых сверхпроводящие и ферромагнитные области пространственно разделены. Основная особенность таких систем - возникновение неоднородных сверхпроводящих состояний с экзотическими магнитными и транспортными свойствами, которые могут быть положены в основу нового класса устройств вычислительной микроэлектроники. Семинар будет посвящен обзору основных свойств таких неоднородных состояний и принципов работы устройств на их основе.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 9 октября 2015 г., ИТФ, 11:30
В.В. Сивак, А.С. Иоселевич
“Ползучая” проводимость, релаксация и флуктуации в системе подвижных металлических гранул

Мы рассматриваем нестационарную систему проводников, сопротивления между которыми испытывают сильные флуктуации во времени. Транспорт между парой соседних проводников определяется теми моментами, когда соответствующее сопротивление аномально мало (проводники “касаются друг друга”). В такие моменты возникает “пробой” и заряд легко перетекает между парой соприкоснувшихся проводников. Процесс переноса заряда за счет пробоев, возникающих в случайные моменты в случайных местах, мы назвали ползучей проводимостью. Мы рассматриваем как трехмерные, так и низкоразмерные массивы проводников и исследуем проводимость системы, растекание заряда, первоначально сосредоточенного на одном проводнике, а также флуктуации зарядов и электрических полей и их пространственно-временную корреляцию. Обсуждаются возможные реализации модели в коллоидных растворах и системах металлических шариков, соединенных деформируемыми полимерными молекулами.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 9 октября 2015 г., ИТФ, 11:30
Igor Poboiko, Mikhail Feigel'man
Thermal transport in disordered one-dimensional spin chains

We study one-dimensional anisotropic XY-Heisenberg spin-1/2 chain with weak random fields hziSzi by means of Jordan-Wigner transformation to spinless Luttinger liquid with disorder and bosonization technique. First we investigate phase diagram of the system in terms of dimensionless disorder γ=?h2?/J2?1 and anisotropy parameter Δ=Jz/Jxy and find the range of these parameters where disorder is irrelevant in the infrared limit and spin-spin correlations are described by power laws. Then we use the diagram technique in terms of plasmon excitations to study low-temperature behavior of heat conductivity κ and spin conductivity σ in this power-law phase. The obtained Lorentz number L≡κ/σT differs from the value derived earlier by means of memory function method. We argue also that in the studied region inelastic scattering is strong enough to suppress quantum interference in the low-temperature limit.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 2 октября 2015 г., ИТФ, 15:00
К. Тихонов
Kagome chiral spin liquid as a gauged U(1) symmetry protected topological phase

Реферативный доклад по работе Y.-C. He, S. Bhattacharjee, F. Pollmann, R. Moessner, arXiv:1509.03070

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 25 сентября 2015 г., ИТФ, 15:00
И. Бурмистров
Tunneling into the localized phase near Anderson transitions
Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 25 сентября 2015 г., ИТФ, 11:30
М. В. Фейгельман
Сверхтекучая плотность сильно неупорядоченных сверхпроводников и их аномальное поведение при низких температурах и сильных магнитных полях.

Доклад будет состоять из двух частей. В первой из них будет показано, на основе совместной с Л.Б.Иоффе работы [1], что сверхпроводники с псевдощелью обладают аномальной зависимостью сверхтекучей плотности \rho_s от величины сверхпроводящей щели \Delta: \rho_s ~ \Delta^2. Похожее поведение было недавно наблюдено [2]. Во второй части доклада я покажу, как можно объяснить широко известное для сильно грязных сверхпроводников аномальное поведение верхнего критического поля H_c2(T) при низких температурах, используя недавний экспериментальный результат [3] о наличии перехода Березинского-Костерлица-Таулеса в случае сверхпроводящей пленки в сильном магнитном поле и результаты измерения критического тока как функции магнитного поля в пределе очень низких температурах [4].
[1] M. V. Feigel'man, L. B. Ioffe arXiv:1509.05138, Phys Rev B, accepted.
[2] D. Sherman et al, Nature Phys. (2015)
[3] S. Misra, L. Urban, M. Kim, G. Sambandamurthy, and A. Yazdani, Phys. Rev. Lett. 110, 037002 (2013)
[4] J.Seidemann et al, unpublished (Master diploma thesis, Grenoble 2013).

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 18 сентября 2015 г., ИТФ, 15:00
Е. Репин
Топологический Кондо изолятор

Реферативный доклад про возможную реализацию топологического изолятора в сильнокоррелированной электронной системе. Теоретическое предсказание и экспериментальные свидетельства в материале SmB_6.

[1] M. Dzero, K. Sun, V. Galitski, P. Coleman, PRL 104, 106408 (2010).
[2] M. Ye, J. W. Allen, K. Sun, http://arxiv.org/abs/1307.7191
[3] S. Wolgast, Ç. Kurdak, K. Sun, J. W. Allen, D.-J. Kim, Z. Fisk, PRB 88, 180405(R) (2013).

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 18 сентября 2015 г., ИТФ, 11:30
Даниил Антоненко
Квантовый распад сверхтокового состояния и собственная емкость Джозефсоновских переходов за рамками туннельного приближения

A nondissipative supercurrent state of a Josephson junction is metastable with respect to the formation of a finite-resistance state. This transition is driven by fluctuations, thermal at high temperatures and quantum at low temperatures. We evaluate the life time of such a state due to quantum fluctuations in the limit when the supercurrent is approaching the critical current. The decay probability is determined by the instanton action for the superconducting phase difference across the junction. At low temperatures, dynamics of the phase is massive and is determined by the effective capacitance, which is a sum of the geometric and intrinsic capacitance of the junction. We model the central part of the Josephson junction either by an arbitrary short mesoscopic conductor described by the set of its transmission coefficients, or by a diffusive wire of an arbitrary length. The intrinsic capacitance can generally be estimated as $C_* \sim G/E_g$, where $G$ is the normal-state conductance of the junction and $E_g$ is the proximity minigap in its normal part. The obtained capacitance is sufficiently large to qualitatively explain hysteretic behavior of the current-voltage characteristic even in the absence of overheating.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 18 сентября 2015 г., ИТФ, 11:30
S. Autti, V.V. Dmitriev, V.B. Eltsov, J. Makinen, G.E. Volovik, A.N. Yudin, V.V. Zavjalov
Observation of half-quantum vortices in superfluid 3He

Recently in Kapitza Institute a new phase of the superfluid 3He was reported to exist in the aerogel-like nafen structure - the so-called polar phase. As distinct from the other phases - the chiral superfluid 3He-A with Weyl nodes and the fully gapped topological 3He-B with Dirac nodes on the surface - the polar phase has Dirac nodal line in bulk and dispersionless band of Andreev-Majorana fermions on the surface. Being the spin-triplet superfluid with equal-spin pairing the polar phase can support an exotic object - the half-quantum vortex (HQV). Originally the HQVs have been predicted to exist in the Weyl superfluid 3He-A in 1976, but still they have not been observed there: unfavorable combination of spin-orbit and magnetic anisotropy effects on the orientation of the order parameter did not allow to stabilize these vortices in bulk 3He-A under rotation. In nafen, the nearly parallel aerogel strands pin the orbital part of the order parameter of the polar phase. As a result, if the magnetic field is absent or is oriented parallel to nafen strands, the half-quantum vortices win over the conventional single-quantum vortices.
If HQVs are formed in rotation and then the field is tilted with respect to the strands, one expects that the spin-orbit interaction would induce the formation of the topological solitons between the neighboring HQVs providing the peculiar satellite peak in the NMR spectrum. We used this theoretical prediction to stabilize and identify the HQVs in the Helsinki rotated cryostat. For that we cool down a sample of nafen through transition temperature to the polar phase in rotation up to 2.75 rad/s without magnetic field. Then the field is switched on, and in the tilted field we observe a satellite peak in the NMR spectrum. The dependence of the satellite on the rotation velocity, temperature and the field orientation is in agreement with the predictions. If cool-down occurs with the field applied in the transverse direction, no satellite eak is observed. This demonstrates that the single-quantum vortices are formed instead, which have no NMR signatures. in such arrangement these vortices win over the HQVs as expected.

Теоретический семинар, четверг 10 сентября 2015 г., ИФП, 11:30
Д.С. Шапиро (Всероссийский НИИ автоматики им. Н.Л. Духова; ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН), А.А. Жуков, В.В. Погосов, Ю.Е. Лозовик
Динамический эффект Лэмба в связанной системе сверхпроводникового кубита и СВЧ-резонатора

Динамический эффект Лэмба является одним из возможных механизмов параметрического возбуждения атома в резонаторе [A.M. Fedotov, N.B. Narozhny, and Yu.E. Lozovik, PRA 64, 053807 (2001)]. Эффект возникает в результате модуляции лэмбовского сдвига атома за счет, например, неадиабатического изменения частоты фотонной моды. Тем не менее, в системе с перестраиваемым резонатором этот механизм возбуждения сложно изолировать от других каналов, связанных с генерацией и поглощением казимировских фотонов. В докладе предложена альтернативная реализация динамического эффекта Лэмба, которая возможна в современных сверхпроводниковых системах кубит-резонатор в режиме перестраиваемой энергии связи. Показано, что именно за счет неадиабатического переключения энергии взаимодействия можно модулировать лэмбовский сдвиг и возбуждать кубит в отсутствие фотонной накачки. Такой подход позволяет избежать рождения казимировских фотонов, что является ключевым обстоятельством для реализации динамического эффекта Лэмба. Динамика системы описывается в рамках нестационарной модели Раби для единичного и периодического переключений энергии связи кубита и резонатора. [D.S. Shapiro, A.A. Zhukov, W.V. Pogosov, Yu.E. Lozovik, "Dynamical Lamb effect in a tunable superconducting qubit-cavity system", Phys. Rev. A 91, 063814 (2015); arXiv:1503.01666]

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 23 июля 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Проф. доктор Михаил Зигель (Технологический Институт Карлсруэ, Германия)
Однофотонные и терагерцовые детекторы на основе сверхпроводящих нанопроволок

Однофотонные детекторы на основе сверхпроводящих нанопроволок (Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors (SNSPD)) исследуются научным сообществом уже в течении некоторого времени, что привело к существенному прогрессу в понимании их разнообразных оптических, электрических и других физических свойств. Спектральная полоса пропускания SNSPD ограниченная длиной волны отсечки, которая определяется параметрами сверхпроводящей пленки, используемой для детектора, и геометрией детектора. На сегодняшний день существует множество различных приложений, где SNSPD детекторы, интегрированные в измерительные криогенные системы, позволяют проводить эксперименты в области квантовой криптографии, излучения квантовых точек или спектроскопии. Причину широкого использования SNSPD детекторов для таких задач можно легко объяснить, если принять во внимание некоторые полезные свойства SNSPD детекторов, а именно низкую темновую скорость счета, высокую скорость детектирования и высокую точность синхронизации в пикосекундном диапазоне.

В наши дни SNSPD системы основаны, главным образом, на однопиксельных детекторах. Многопиксельные системы должны расширить потенциальные области применения детекторов. По этой причине, необходимы новые концепции для организации считывания данных с многопиксельных SNSPD систем. Мы даем обзор возможных концепций, условий работы и способов оптимизации SNSPD детекторов для конкретных приложений, работающих в однофотонном режиме.

Основываясь на тех же сверхпроводящих сверхтонких пленках могут быть реализованы Болометры на горячих электронах (Hot-Electron Bolometers (HEBs)) для непосредственного детектирования и понижающего преобразования терагерцового излучения. Мы обсудим HEB-смесители на основе ультратонких пленок NbN для гетеродинного детектирования ТГц сигналов. Кроме того, мы разработали детектор непосредственного ТГц-детектирования на основе тонкопленочных наноструктур из высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu3O7-х. Эти детекторы имеют предельное временное разрешение около 10-20 пс, позволяя проводить измерения пикосекундных импульсов, испускаемых источником синхротронного излучения.

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 16 июля 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
проф., доктор Рудольф Гросс (Walther-Meissner-Institut, Technische Universität München, Germany)
Сверхпроводящие гибридные квантовые системы
Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 2 июля 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Вальтер Погосов (Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. Духова)
Динамический эффект Лэмба в связанной системе сверхпроводникового кубита и СВЧ-резонатора

Некоторое время назад было рассмотрено поведение единичного атома, помещенного в полость с изменяющимися во времени параметрами - [A. M. Fedotov, N. B. Narozhny, Yu. E. Lozovik, Phys. Rev. A 64, 053807 (2001)]. Было показано, что в такой системе реализуется несколько механизмов параметрического возбуждения атома. Один из них связан с возбуждением за счет неадиабатической модуляции лэмбовского сдвига в основном состоянии атома. Это явление было названо динамическим эффектом Лэмба (по аналогии с динамическим эффектом Казимира). В случае реального атома, помещенного в полость с изменяющимися во времени параметрами, динамический эффект Лэмба оказывается довольно сложно изолировать от иных механизмов возбуждения атома. В данной работе показано, что для реализации динамического эффекта Лэмба перспективно использовать искусственный «атом»-кубит, связанный с СВЧ-резонатором. Характерную энергию взаимодействия между кубитом и резонатором можно менять во времени, что вполне осуществимо с точки зрения современного эксперимента. За счет неадиабатического изменения энергии взаимодействия можно добиться возбуждения кубита. Данный подход позволяет избежать рождения казимировских фотонов, что является ключевым обстоятельством для реализации динамического эффекта Лэмба.

[D. S. Shapiro, A. A. Zhukov, W. V. Pogosov, Yu. E. Lozovik, "Dynamical Lamb effect in a tunable superconducting qubit-cavity system", Phys. Rev. A 91, 063814 (2015); arXiv:1503.01666]

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 11 июня 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Александр Кириченко (HYPRES, США)
Сверхпроводниковый компьютер: статус и перспективы

С увеличением вычислительных мощностей, остро встал вопрос потребляемой энергии. Разработка сверхпроводникового компьютера во многих лабораториях рассматривается как решение проблемы низкоэнергетических вычислений. Некоторые виды адиабатических вычислений на сверхпроводниках (например QFP) приближаются к теоретическому пределу энергозатрат. Одноквантовая логика, хотя и уступает им в энерговыделении, является наиболее перспективной на сегодняшний день.

В докладе будет приведен обзор текущего состояния дел в разработке SFQ процессоров, а также будут затронуты некоторые другие перспективные направления в вычислительной электронике.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 22 мая 2015 г., ИТФ, 11:30
С.В. Иорданский
Новый квантовый механизм проводимости в двухслойных гетероструктурах
Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 21 мая 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Н.В. Кленов (МГУ им. Ломоносова, Физический факультет)
Вольт-потоковые преобразования в джозефсоновских структурах на основе сверхпроводящих квантовых интерферометров

Сверхпроводящие квантовые интерферометры (СКВИДы) широко известны своей способностью превращать приложенный магнитный сигнал в отклик напряжения. В данном докладе мы представляем обзор ряда экспериментальных и теоретических работ, направленных на создание на основе СКВИДов структур со специфическим видом вольт-потоковой характеристики (примером могут послужить структуры с высокой линейностью преобразования магнитного потока в напряжение). Будут разобраны физические основы создания сверхпроводящих квантовых интерференционных фильтров (СКИФов), дифференциальных джозефсоновских структур, би-СКВИДов и би-СКВИД СКИФов.

Теоретический семинар, четверг 21 мая 2015 г., ИФП, 11:30
Ю.А. Косевич (Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН)
Интерференция фононов в атомарных метазеркалах, «фононных конденсаторах» и в теплопереносе через границы раздела кристаллов

Семинар будет посвящен описанию новых низкоразмерных метаматериалов и транспортных явлений, в которых важную роль играет интерференция фононов на атомарных дефектах решетки кристалла. Будет показано, что возможно резонансное полное отражение или полное поглощение фонона двумерным дефектом решетки, эффективная толщина которого значительно меньше длины волны фонона. Частоты таких резонансов определяются динамическими свойствами дефектной плоскости. Явление полного отражения (антирезонанса прохождения) возможно, в частности, на моноатомной кристаллической плоскости, частично заполненной атомарными дефектами, и на двумерном дефекте решетки, в котором существенны взаимодействия как ближайших, так и не ближайших соседей. Анализ этих явлений показывает, что определяющую роль в них, в отличие от резонанса Фано, играет деструктивная интерференция фононов, распространяющихся через двумерный дефект по двум путям: по силовым связям атомов матрицы и дефектов, или по связям ближайших и не ближайших соседей. Показано, что случайное распределение дефектов в кристаллической плоскости и ангармонизм силовых связей не разрушают интерференционный антирезонанс. Ширину антирезонансного пика отражения можно связать с длиной когерентности фононного волнового пакета, как и в случае деструктивной интерференции фотонных волновых пакетов в эффекте Хонга-У-Мандела. Показано, что деструктивная интерференция фононов понижает тепловой кондактанс границы раздела кристаллов, частично заполненной резонансными атомарными дефектами. На основе атомарных метазеркал может быть построен ультра компактный «фононный конденсатор» для хранения и излучения когерентных терагерцовых фононов. Все основные представленные выводы подтверждаются аналитическими расчетами эквивалентных квазиодномерных решеток и молекулярно-динамическим моделированием реалистичных трехмерных решеток. [Литература: 1. Yu.A. Kosevich «Capillary phenomena and macroscopic dynamics of complex two-dimensional defects in crystals», Progr. Surf. Sci. 55, 1 (1997). 2. Ю.А. Косевич «Многоканальное распространение и рассеяние фононов и фотонов в низкоразмерных наноструктурах», УФН 178(8), 884 (2008). 3. H. Han, L. Potyomina, A.A. Darinskii, S. Volz, and Yu.A. Kosevich «Phonon interference and thermal conductance reduction in atomic-scale metamaterials», Phys. Rev. B 89(R), 180301 (2014). 4. H. Han, B. Li, S. Volz, and Yu.A. Kosevich «Ultracompact interference phonon nanocapacitor for storage and lasing of coherent terahertz lattice waves», Phys. Rev. Lett. 114, 145501 (2015).]

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 8 мая 2015 г., ИТФ, 15:00
Е.С. Тихонов (ИФТТ РАН, докладчик), Д.В. Шовкун, Д.Х. Квон, Н.Н. Михайлов, С.А. Дворецкий, В.С. Храпай
Дробовой шум краевого транспорта в квантовой яме HgTe с инвертированной зонной структурой

Мы изучаем токовый шум в CdHgTe/HgTe/CdHgTe квантовой яме с инвертированной зонной структурой в режиме неупорядоченного краевого транспорта. В согласии с предыдущими экспериментами сопротивление края существенно превосходит h/e2 и слабо зависит от температуры. Дробовой шум в режиме краевого транспорта значительно подавлен по сравнению с пуассоновским значением и характеризуется фактором Фано в диапазоне 0.1 < F < 0.3 для различных образцов и значений затворного напряжения. С учетом того, что длина края меньше баллистической длины сбоя фазы, эти наблюдения исключают возможность одномерного геликального краевого транспорта в наших образцах. Результаты эксперимента качественно можно объяснить в модели неупорядоченного многоканального квази-одномерного транспорта вдоль края.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 8 мая 2015 г., ИТФ, 11:30
T.T. Heikkila and G.E. Volovik
Topology of Dirac lines and nexus in graphite

We consider the Z_2 topology of the Dirac lines - lines of band intersection - in graphite. Four lines (three with topological charge N_1=1 each and one with N_1=-1) merge near the H-point and annihilate due to summation law 1+1=0. The merging point is similar to the real-space nexus, the analog of Dirac monopole at which the Z_2 strings terminate.

Теоретический семинар, четверг 7 мая 2015 г., ИФП, 11:30
Д. Баско (LPMMC, CNRS, Grenoble, France)
О роли эффекта Ландау-Зинера в работе квантового турникета

Квантовый турникет представляет собой наноэлектронное устройство, контролируемым образом переносящее электроны по одному между двумя сверхпроводящими электродами путём подачи переменного напряжения на металлическую наночастицу, расположенную между двумя электродами. Оказывается, что когерентная связь между электронными состояниями в наночастице и квазичастичными состояниями в сверхпроводниках накладывает фундаментальные ограничения на работу устройства.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 24 апреля 2015 г., ИТФ, 11:30
A. S. Vasenko, Denis M. Basko, F. W. J. Hekking (University Grenoble Alpes, CNRS, LPMMC)
Giant mesoscopic fluctuations of the elastic cotunneling thermopower of a single-electron transistor

We study the thermoelectric transport of a small metallic island weakly coupled to two electrodes by tunnel junctions. In the Coulomb blockade regime, in the case when the ground state of the system corresponds to an even number of electrons on the island, the main mechanism of electron transport at the lowest temperatures is elastic cotunneling. In this regime, the transport coefficients strongly depend on the realization of the random impurity potential or the shape of the island. Using random-matrix theory, we calculate the thermopower and the thermoelectric kinetic coefficient and study the statistics of their mesoscopic fluctuations in the elastic cotunneling regime. The fluctuations of the thermopower turn out to be much larger than the average value.
[Phys. Rev. B 91, 085310 (2015)]

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 23 апреля 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Ю.В. Масленников (Институт радиотехники и электроники Российской академии наук (ИРЭ РАН); ООО «НПО КРИОТОН»)

В выступлении будут рассмотрены вопросы разработки и создания основных элементов СКВИД-систем для биомагнитных исследований: СКВИД-датчиков, стеклопластиковых немагнитных криостатов, измерительных зондов и электроники, в том числе для СКВИД-систем на основе высокотемпературных сверхпроводников. Рассмотрены вопросы разработки и создания магнитометрических СКВИД-систем для применений в магнитокардиографии и магнитоэнцефалографии. Приведены результаты их практического использования в клинических условиях.

Коллоквиум Междисциплинарного центра фундаментальных исследований МФТИ, среда 22 апреля 2015 г., МФТИ, 113 ГК, 17:05
Д. Баско (CNRS, Grenoble, France)
Многочастичная локализация: от квантовых систем к классическим

When single-particle excitations of a disordered quantum many-body system are all localized in the coordinate space, a sufficiently weak local interaction does not destroy localization at sufficiently low temperatures. Namely, all many-particle excitations remain localized in the Fock space, and there is no relaxation or transport in the system, which is known as many-body localization. It occurs because the local interaction effectively couples a finite number of discrete energy levels, corresponding to localized excitations. When the interaction is weak, these localized excitations are only weakly mixed.

In contrast to a quantum system, where a continuous energy spectrum can be obtained only in the limit of the infinite system size, and is thus subject to localization in the Fock space, in a classical system (e.g., in the disordered nonlinear Schroedinger chain, representing the classical limit of the Bose-Hubbard model), motion can have continuous spectrum already for a finite number of degrees of freedom, and this leads to chaotic dynamics. Because of this, in a disordered system with an extensive energy (with however small density), the probability to be on a chaotic trajectory tends to unity with increasing system size. This produces finite transport coefficients at arbitrarily weak nonlinearity.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 17 апреля 2015 г., ИТФ, 15:00
Игорь Загороднев (МФТИ/ИРЭ РАН)
Резонансное рассеяние электронов в графене на круглом наноотверстии

Вычислено транспортное сечение рассеяния электронов в графене на круглом отверстии (или дефекте). Предполагается, что на краю отверстия могут существовать квазистационарные краевые (таммовские) состояния, которые приводят к пикам в сечении рассеяния, которые могли наблюдаться в транспортных экспериментах [Ю.И. Латышев и др., Письма в ЖЭТФ 98, 242 (2013), Yu.I. Latyshev et al., Scientific Reports 4, 7578 (2014)]. Обсуждается учет неоднородности края, а также заряженности наноотверстия (дефекта), что приводит к размытию и смещению пиков.

Курс лекций Д. Баско, вторник 14 апреля 2015 г., Конференц-зал ИФП им. П.Л.Капицы, 10:00
Д. Баско (LPMMC, CNRS, Grenoble, France)
Электроны в низкоразмерных неупорядоченных системах

Для старшекурсников и аспирантов, специализирующихся в области квантовой теории конденсированного состояния

Программа курса: 1. Андерсоновская локализация в трёх измерениях, локаторное разложение. 2. Локализация в одномерной цепочке, уравнение Фоккера-Планка для коэффициента прохождения. 3. Локализация в толстых квазиодномерных проволоках (критерий Таулесса), динамическая локализация в квантовой точке под накачкой и отображение на квазиодномерную проволоку. 4. Слаболокализационная поправка к проводимости в двух измерениях. 5. Электрон-электронное взаимодействие в квантовых точках, универсальный гамильтониан, кулоновская блокада, скоростные уравнения. 6. Электрон-электронные столкновения в низкоразмерных системах, многочастичная локализация. 7. Котуннелирование через квантовую точку в режиме кулоновской блокады. 8. Эффект Кондо в квантовой точке в режиме кулоновской блокады.

Время: по вторникам (10-12) и четвергам (16-18)

Первая лекция - во вторник 14 апреля 2015 г.

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 9 апреля 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Алексей Владимирович Самохвалов (Институт физики микроструктур РАН, г. Нижний Новгород)
Вихревые состояния в неодносвязных сверхпроводниках и гибридных структурах

Приведены результаты теоретических исследований электронной структуры и особенностей индивидуального пиннинга вихря Абрикосова, захваченного непроводящим цилиндрическим дефектом (полостью) с характерным размером меньше или порядка сверхпроводящей длины когерентности. Предложена микроскопическая модель депиннинга (срыва) вихря Абрикосова под влиянием внешнего транспортного тока, которая учитывает изменение топологии квазиклассических орбит с энергией Ферми и перестройку спектра возбуждений в вихре, захваченном на протяженном дефекте. Изучено формирование неоднородных и вихревых состояний в гибридных структурах сверхпроводник–ферромагнетик с неодносвязной геометрией (полый сверхпроводящий цилиндр с ферромагнитной сердцевиной), в которых орбитальный и обменный механизмы, подавляющие сверхпроводимость, конкурируют друг с другом, а эффект близости может стимулировать переходы между сверхпроводящими состояниями с различной завихренностью.

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 26 марта 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
М.В. Фистуль (Рурский Университет, Бохум Германия & Кафедра ТФиКТ, лаборатория сверхпроводящих метаматериалов, НИТУ МИСиС)
Сверхпроводящие квантовые метаматериалы

Сверхпроводящие квантовые метаматериалы - искусственно созданные новые материалы, состоящие из большого числа сильно взаимодействующих кубитов. Электродинамические свойства таких материалов определяются законами квантовой механики на макроскопическом уровне.

В докладе будет представлен обзор недавних экспериментальных и теоретических исследований прохождения волн в сверхпроводящих квантовых метаматериалах. Будут обсуждаться различные коллективные квантовые эффекты в таких системах, особое внимание будет уделено возможности синхронизации квантовых динамических осцилляций отдельных кубитов.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 13 марта 2015 г., ИТФ, 11:30
П.Д. Григорьев
Новый механизм рассеяния электронов в магнитном поле в состоянии с волной плотности в условиях неидеального нестинга

В состоянии с волной зарядовой или спиновой плотности в условиях неидеального нестинга часть электронных состояний остается на уровне Ферми, что сохраняет металлическую проводимость образца. Однако поверхность Ферми электронов проводимости в таком состоянии сильно отличается от исходной, потому что рассеяние на вектор волны плотности приводит к перестройке поверхности Ферми. Обычно это сопровождается возникновением новых частот магнитных квантовых осцилляций, соответствующих перестроенной поверхности Ферми. Однако, в сильном магнитном поле возникает магнитный пробой, который может восстановить движение электронов по траекториям, соответствующим исходной поверхности Ферми. Это происходит из-за того, что расстояние по энергии между старыми и новыми электронными траекториями оказывается малым, порядка потенциала рассеяния на волне плотности, то есть порядка энергетической щели волны плотности. При этом вероятность электронов двигаться вдоль старой или новой поверхности Ферми экспоненциально зависит от величины этой щели. Поэтому пространственные флуктуации параметра порядка волны плотности приводят к пространственным флуктуациям вероятности магнитного пробоя, и в итоге к дополнительному рассеянию электронов. При высокой концентрации неоднородностей волны плотности этот новый механизм рассеяния электронов проводимости может оказаться достаточно сильным: сильнее, чем рассеяние на примесях. Этот механизм может приводить к необычным эффектам, таким как сильное немонотонное магнитосопротивление, или инверсия фазы магнитных квантовых осцилляций. Именно это наблюдается в различных органических металлах, например, в а-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4. Обсуждается также возможность использования этого механизма рассеяния для измерения флуктуаций параметра порядка волны плотности в высокотемпературных сверхпроводниках.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 6 марта 2015 г., ИТФ, 11:30
А.Б. Шабат
Разностное уравнение Шредингера и квазисимметрические многочлены

На модельном уравнении Шредингера с дельтаобразным потенциалом обсуждаются существенные отличия обратной задачи рассеяния на всей оси от случая полуоси. Используется при этом эквивалентность рассматриваемой модельной задачи дискретной цепочке уравнений с взаимодействием ближайших соседей достаточно общего вида. Устанавливаются также явные формулы для функций Грина уравнений Шредингера с дельтаобразными потенциалами и исследуются свойства этих функций Грина.

Коллоквиум Междисциплинарного центра фундаментальных исследований МФТИ, среда 4 марта 2015 г., МФТИ, ГК 113, 17:05
М.Е. Гершензон (Rutgers University, USA)
Macroscopic Quantum Effects in Superconducting Circuits and Quantum Computing
Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 26 февраля 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Валерий Павлович Кошелец (Институт радиотехники и электроники РАН (ИРЭ РАН), Москва, Россия)
Исследование ТГц спектров излучения Bi2Sr2CaCu2O8 меза-структур с
помощью сверхпроводникового интегрального приемника

В докладе представлена история создания сверхпроводникового интегрального приемника и дан краткий обзор его применений. Одним из таких приложений стало исследование спектров излучения Bi2Sr2CaCu2O8 меза-структур в терагерцовом диапазоне. Приведены результаты измерений, обсуждаются перспективы создания компактных источников терагерцового излучения.

Теоретический семинар, четверг 26 февраля 2015 г., ИФП, 11:30
В.А. Ходель (Курчатовский институт & Washington University)
Occurrence of flat bands in strongly correlated Fermi systems and high-Tc superconductivity of electron-doped compounds

We consider a class of strongly correlated Fermi systems that possess interaction-induced flat bands, pinned to the Fermi surface. We demonstrate that in such systems, the fundamental Landau equation, connecting the single-particle spectrum to the quasiparticle momentum distribution, fails. We propose a method, allowing to rectify drawbacks of Landau theory and, with the aid of the Pitaevskii identity, generalize equations obtained to apply the method to electron systems of solids. The emergent non-Fermi-liquid behavior, derived from the theory constructed, is compared with relevant experimental data on two-dimensional liquid He-3, heavy-fermion metals and electron-doped high-Tc compounds.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 20 февраля 2015 г., ИТФ, 11:30
С.В. Иорданский
Возникновение больших токов в двухслойных гетероструктурах
Теоретический семинар, четверг 19 февраля 2015 г., ИФП, 11:30
Л. Левитов (MIT)
Topological Valley Currents in Gapped Dirac Materials

Gapped 2D Dirac materials, in which inversion symmetry is broken by a gap-opening perturbation, feature a unique valley transport regime. The system ground state hosts dissipationless persistent valley currents existing even when topologically protected edge modes are absent or when they are localized due to edge roughness. Topological valley currents in such materials are dominated by bulk currents produced by electronic states just beneath the gap rather than by edge modes. Dissipationless currents induced by an external bias are characterized by a quantized half-integer valley Hall conductivity. The under-gap currents dominate magnetization and the charge Hall effect in a light-induced valley-polarized state.

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 12 февраля 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Сергей Витальевич Шитов (ИРЭ РАН & МИСиС)
Сверхпроводящие активные метаматериалы для получения изображения в терагерцовом диапазоне

Развитие методов получения изображения на СВЧ и в области дальнего ИК излучения является быстро растущей областью, ограничением которой на сегодня является эффективность устройств считывания. Предложено усовершенствовать систему считывания с разделением частот для сверхпроводящих TES детекторов, отказавшись от набора СКВИД-усилителей в пользу одного широкополосного охлаждаемого усилителей СВЧ на полупроводниках, который может обслужить до 10 тысяч и более пикселей. Предложено нагрузить мостиком TES высокодобротный СВЧ резонатор, слабо связанный с линией передачи, и регистрировать отклик на частоте резонанса в виде изменения уровня прохождения, вызванного разогревом такого мостика, аналогично MKID детекторам. Данная концепция была проверена на мостиках-прототипах из ниобия в диапазоне температур 1-5 К, и было получено NEP = 2×10^{‑14} Вт/Гц^{0.5} при критической температуре пленок Tc=5 K в диапазоне 600-700 ГГц. Была сконструирована метаповерхность (матрица), позволяющая регистрировать слабые сигналы, а также разработан принцип увеличения размерности такой матрицы.

С целью дальнейшего интегрирования цепей приема (матрицы детекторов) и цепей обработки сигнала (генератора накачки и усилителя), разрабатываются два новых активных метаматериала: для генерации и усиления сигналов гигагерцового диапазона. Оба прибора основаны на двумерных решетках джозефсоновских контактов с параллельно-последовательным включением по постоянному току, подстраиваемых с помощью магнитного поля. Сверхпроводящий генератор представляет собой схему из нешунтированных туннельных джозефсоновских переходов, а усилитель, наоборот, из шунтированных контактов, имеющих безгистерезисную ВАХ. Двухмерные решетки допускают неограниченное увеличение системы, что позволяет увеличить диапазон мощности сигнала, а также оптимизировать импеданс. Детальное электромагнитное моделирование показывает, что генератор способен работать на частотах до 0,7 ТГц с перестройкой частоты магнитным полем около 2%, а усилитель - с шумами у квантового предела в диапазоне частот 8-12 ГГц с усилением около 10 дБ.

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 29 января 2015 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Куприянов Михаил Юрьевич (НИИЯФ МГУ)
Сверхпроводниковые спиновые вентили (Superconducting spin valves)

Рассмотрены основные особенности эффекта близости и эффекта Джозефсона в структурах, состоящих из сверхпроводящих, нормальных и ферромагнитных материалов. Дан краткий обзор современного состояния исследований в области разработки сверхпроводниковых спиновых вентилей. Обсуждены возможные трудности практической реализации таких устройств.

Теоретический семинар, четверг 29 января 2015 г., ИФП, 11:30
Вадим Храпай (ИФТТ РАН)
Энергетический транспорт в системе встречных краевых каналов и модель Латтинжера

Будут представлены результаты недавнего эксперимента [1] по изучению неравновесных потоков энергии между встречными краевыми каналами в режиме квантового эффекта Холла. Система из двух таких каналов, развязанных гальванически, но взаимодействующих посредством кулоновских сил, является прямым аналогом бесспиновой жидкости Латтинжера [2] и идеально подходит для изучения энергетического транспорта. Оригинальный болометрический подход к измерению избыточного потока энергии P в краевом канале позволил исследовать зависимости P от тянущего напряжения и протяженности отрезка латтинжеровской жидкости. Показано, что процесс передачи энергии количественно согласуется с концепцией упругого рассеяния коллективных возбуждений плотности на граничных точках латтинжеровского отрезка, при этом имеется возможность непрерывного контроля параметра взаимодействия и вероятности рассеяния. Литература: [1] M.G. Prokudina, S. Ludwig, V. Pellegrini, L. Sorba, G. Biasiol, V.S. Khrapai, Tunable non-equilibrium Luttinger liquid based on counter-propagating edge channels, Phys. Rev. Lett. 112, 216402 (2014). [2] Yuval Oreg and Alexander M. Finkel'stein, Interedge Interaction in the Quantum Hall Effect, Phys. Rev. Lett. 74, 3668 (1995).

Семинар в ИТФ, пятница 9 января 2015 г., ИТФ, 11:00
Y. Asano (Hokkaido University, Japan)
Odd-frequency Cooper Pairs

The concept of the odd-frequency Cooper pairs was first proposed by Berezinskii in 1974 to describe superfluidity of 3He [1]. Although the odd-frequency superconductivity has never been confirmed in any materials, the odd-frequency pairs appear as the subdominant pairing correlation in various proximity structures such as superconductor / ferromagnet (SF) junctions [2] and normal-metal / superconductor (NS) junctions with unconventional pairing symmetry [3]. In the presentation, we explain what the odd-frequency pairs are, how they appear in such proximity structure, how to detect them, and how they are different from usual even-frequency pairs in the bulk. We first discuss the enhancement of the quasiparticle density of states at the zero-energy [2,4-5] and its influence on the low-energy electric transport [6]. Next we show the paramagnetic property of odd-frequency pairs [7-10] which can be confirmed in the surface impedance measurement at low temperature [11]. We also discuss a relation to the Majorana physics [12-13]. Finally we explain why such unusual pairs appear in inhomogeneous superconducting systems [14].

[1] V. L. Berezinskii, JETP Lett. 20, 287 (1974).
[2] F. S. Bergeret, A. F. Volkov, and K. B. Efetov, Phys. Rev. Lett. 86, 4096 (2001) [3] Y. Tanaka and A. A. Golubov, Phys. Rev. Lett. 98, 037003 (2007).
[4] Y. Asano, Y. Tanaka, and A. A. Golubov, Phys. Rev. Lett.98, 107002 (2007).
[5] T. Kontos, et. al. Phys. Rev. Let. 86, 304 (2001).
[6] Y. Asano, et. al., Phys. Rev. Lett. 99, 067005 (2007).
[7] H. Walter, et. al., Phys. Rev. Lett. 80, 3598 (1998).
[8] S. Higashitani, J. phys. soc. Jpn., 66, 2556 (1997).
[9] S.-I. Suzuki and Y. Asano, Phys. Rev. B 89, 184508 (2014).
[10] Y. Tanaka, et. al., Phys. Rev. B 72, 140503(R) (2005).
[11] Y. Asano, et. al,, Phys. Rev. Lett. 107, 087001 (2011).
[12] Y. Asano and Y. Tanaka, Phys. Rev. B 87, 104513 (2013).
[13] S. Ikegaya, Y. Asano, and Y. Tanaka, arXiv: 1411.3438
[14] Y. Asano, Y. V. Fominov, Y. Tanaka, Phys. Rev. B 90, 094512 (2014).

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 9 января 2015 г., ИТФ, 11:00
Yasuhiro Asano (Hokkaido University, Japan)
Odd-frequency Cooper Pairs

The concept of the odd-frequency Cooper pairs was first proposed by Berezinskii in 1974 to describe superfluidity of 3He [1]. Although the odd-frequency superconductivity has never been confirmed in any materials, the odd-frequency pairs appear as the subdominant pairing correlation in various proximity structures such as superconductor / ferromagnet (SF) junctions [2] and normal-metal / superconductor (NS) junctions with unconventional pairing symmetry [3]. In the presentation, we explain what the odd-frequency pairs are, how they appear in such proximity structure, how to detect them, and how they are different from usual even-frequency pairs in the bulk. We first discuss the enhancement of the quasiparticle density of states at the zero-energy [2,4-5] and its influence on the low-energy electric transport [6]. Next we show the paramagnetic property of odd-frequency pairs [7-10] which can be confirmed in the surface impedance measurement at low temperature [11]. We also discuss a relation to the Majorana physics [12-13]. Finally we explain why such unusual pairs appear in inhomogeneous superconducting systems [14].

[1] V. L. Berezinskii, JETP Lett. 20, 287 (1974). [2] F. S. Bergeret, A. F. Volkov, and K. B. Efetov, Phys. Rev. Lett. 86, 4096 (2001) [3] Y. Tanaka and A. A. Golubov, Phys. Rev. Lett. 98, 037003 (2007). [4] Y. Asano, Y. Tanaka, and A. A. Golubov, Phys. Rev. Lett.98, 107002 (2007). [5] T. Kontos, et. al. Phys. Rev. Let. 86, 304 (2001). [6] Y. Asano, et. al., Phys. Rev. Lett. 99, 067005 (2007). [7] H. Walter, et. al., Phys. Rev. Lett. 80, 3598 (1998). [8] S. Higashitani, J. phys. soc. Jpn., 66, 2556 (1997). [9] S.-I. Suzuki and Y. Asano, Phys. Rev. B 89, 184508 (2014). [10] Y. Tanaka, et. al., Phys. Rev. B 72, 140503(R) (2005). [11] Y. Asano, et. al,, Phys. Rev. Lett. 107, 087001 (2011). [12] Y. Asano and Y. Tanaka, Phys. Rev. B 87, 104513 (2013). [13] S. Ikegaya, Y. Asano, and Y. Tanaka, arXiv: 1411.3438 [14] Y. Asano, Y. V. Fominov, Y. Tanaka, Phys. Rev. B 90, 094512 (2014).

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 25 декабря 2014 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус), 15:00
А.В.Устинов (заведующий кафедрой физики Технологического Института Карлсруэ, Германия; заведующий лабораторией «Свехпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС»)
Квантовое туннелирование и термическая активация в СКВИДе

Известно, что классический объект, находящийся в метастабильной потенциальной яме, не может покинуть ее при нулевой температуре. Квантовый же объект может туннелировать из такой ямы даже при нулевой температуре. Возникает вопрос, что же произойдет, если квантовая степень свободы может сочетаться с классической степенью свободы? Данный вопрос был теоретически рассмотрен в работе [1] для случая слабой связи между двумя степенями свободы. Авторы обнаружили, что туннелирование квантовомеханической степени свободы меняет потенциал классической переменной, что позволяет такому объекту покинуть метастабильную яму. Этот эффект напоминает историю о Бароне Мюнхгаузене, который утверждал, что вытащил себя и свою лошадь из трясины, поэтому такое теоретическое предсказание поведения было названо «эффектом Мюнхгаузена» [1]. Мы попытались реализовать предложенную систему шунтированием одного из двух переходов ПТ-СКВИДа дополнительной емкостью. В наших опытах была обнаружена связь между квантовыми и классическими процессами покидания ямы, что связано с направлением движения в пространстве энергий. Было обнаружено, что при изменении внешнего магнитного потока макроскопическое квантовое туннелирование периодически сменяется термоактивированным выходом [2], что является признаком «эффекта Мюнхгаузена».

[1] A. U. Thomann, V. B. Geshkenbein and G. Blatter, Phys. Rev. B 79, 184515 (2009). [2] S. Butz, A.K. Feofanov, K.G. Fedorov, H. Rotzinger, A.U. Thomann, B. Mackrodt, R. Dolata, V.B. Geshkenbein, G. Blatter, and A.V. Ustinov, arXiv: 1404.3602 (2014), to appear in Phys. Rev. Lett. in December 2014.


На семинар приглашаются все желающие. Пропуск слушателей семинара, не являющихся студентами, аспирантами или сотрудниками НИТУ «МИСиС», будет осуществляться при предъявлении паспорта при условии предварительной записи на семинар по ссылке http://smm.misis.ru/events/seminars/ (до 14:00 дня семинара).

Семинар 25 декабря 2014 г. (15:00) состоится в Аудитории – Б-636 (главный корпус) НИТУ «МИСиС», 6 этаж.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 19 декабря 2014 г., ИТФ, 15:00
E. J. Koenig (Karlsruhe)
Half-integer quantum Hall effect of disordered Dirac fermions at a topological insulator surface

The unconventional (half-integer) quantum Hall effect for a single species of Dirac fermions is analyzed. In the introduction I will discuss experimental measurements of the half-integer Hall conductance g_{xy} of topological insulator surface states and unveil its field theoretical origin. For the calculation of the conductivity tensor, the following two step procedure is applied. In the first step, semiclassical transport coefficients are derived in the case of both orbital and Zeeman coupling to an external magnetic field. In this context, I plan to give a pedagogic review of the modified Boltzmann transport theory for the anomalous Hall effect. The semiclassical conductivity tensor serves as input parameters for the second step: It consists in the renormalization group treatment of the appropriately modified non-linear sigma model and thus accounts for localization effects. The resulting phase diagram (levitation scenario) will also be discussed in this context. If time permits, I will further explain how to reconcile Laughlin's flux insertion argument with half-integer Hall conductance and/or present the calculation of the current density beyond linear response in the limit of smooth scalar potential.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 19 декабря 2014 г., ИТФ, 11:30
Азат Шарафутдинов
Спиновая восприимчивость и туннельная плотность состояний в квантовых точках

Детально исследованы статические продольные и динамические поперечные спиновые восприимчивости в квантовых точек и наночастицах в рамках гамильтониана, который является расширением универсального гамильтониана на случай одноосного анизотропного обмена. Для предельных случаев обменного взаимодействия типа Изинга и Гейзенберга, изучено как флуктуации одночастичных уровней энергии влияют на стоунеровскую неустойчивость в квантовых точках. Оказывается, что в режиме сильных флуктуаций задача сводится к задаче о статистике экстремумов некоторого гауссовского процесса. Доказано, что, несмотря на сильные флуктуации одночастичных уровней энергии, спиновая восприимчивость и все ее моменты расходятся одновременно в точке, которая определяется с помощью стандартного критерия неустойчивости Стоунера с участием только среднего расстояние между одночастичными уровнями энергии. Также исследовано поведение туннельной плотности состояний в случае анизотропного обмена. Показано, что предсказанное в работе Y. Gefen, M. Kiselev, PRL96, 066805 (2006) немонотонное (с двумя максимумами и минимумом) поведение туннельной плотности состояний, как функции энергии, на самом деле не существует. Подробно, наши результаты представлены в следующих работах: 1. D.S. Lyubshin, A.U. Sharafutdinov, I.S. Burmistrov, «Statistics of spin fluctuations in quantum dots with Ising exchange», Phys. Rev. B 89, 201304(R ) (2014). 2. A.U. Sharafutdinov, D.S. Lyubshin, I.S. Burmistrov, «Spin fluctuations in quantum dots», Phys. Rev. B 90, 195308 (2014). 3. A.U. Sharafutdinov, I.S. Burmistrov, «Tunneling density of states in quantum dots with anisotropic exchange», готовится к отправке в печать.

Теоретический семинар, четверг 18 декабря 2014 г., ИФП, 11:30
Г.Б. Лесовик
Шумы и статистика переноса электронов в квантовых проводниках при наличии переменных полей и возможности создания одночастичных изолированных возбуждений

В первой части доклада будет сделан небольшой обзор теоретических работ по шумам и статистике переноса в целом. Затем обсудим теоретические работы, в которых были описаны возможности создания одночастичных изолированных возбуждений (говоря более точно, возбуждения необычной пары электрон-дырка при помощи импульса векторного потенциала лоренцевской формы), не запутанных за ферми море. Во второй части будет обсуждаться эксперимент группы Глаттли (опубликовано в 2013 г., Nature), в котором анонсировано наблюдение соответствующих возбуждений. Будут изложены аргументы в пользу того, что в этом эксперименте условия для создания соответствующих возбуждений (и их регистрации) не выполняются. Тем не менее в эксперименте определенно наблюдалось другое явление, связанное с катастрофой ортогональности для ферми моря, при определенных формах импульса.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 12 декабря 2014 г., ИТФ, 15:00
И. В. Загороднев (ИРЭ РАН)
О возможных спектрах поверхностных состояний в 2D и 3D топологических изоляторах

Обычно считается, что в топологических изоляторах (ТИ) спектр поверхностных состояний имеет бесщелевой линейный (ультрарелятивистский) спектр в центре зоны Бриллюэна. Такой спектр действительно получается в простейших моделях при использовании “открытых граничных условий” (open boundary conditions) [X.-L. Qi, S.-C. Zhang, Rev. Mod. Phys. 83, 1057 (2011)], т.е. граничных условий зануляющих волновую функцию на границе. Однако, известно, что эффективная волновая функция, описывающая электроны в кристалле, не обязана зануляться на границе [E.L. Ivchenko “Optical Spectrosopy of Semiconductor Nanostructires”, Alpha Science, Harrow, UK (2005) и ссылки в ней]. Теория ТИ, а точнее “принцип соответствия граница-объем” (bulk boundary correspondence) предсказывает наличие краевых состояний в объемной щели, но не сам спектр, который должен зависеть от свойств и микроструктуры поверхности, что не учитывается открытыми граничными условиями. В нашей работе arXiv:1407.0945 были проанализированы возможные граничные условия в 2D ТИ на основе квантовых ям CdHgTe и в 3D ТИ Bi2Se3. Показано, что поверхностные состояния могут иметь существенно не линейный спектр или вовсе отсутствовать в центре зоны Бриллюэна.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 12 декабря 2014 г., ИТФ, 11:30
Я.В. Фоминов
Два типа нечетной по частоте сверхпроводимости

Принцип Паули приводит к антисимметрии аномальной функции Грина, описывающей сверхпроводимость, при перестановке координат электронов. Полный набор координат включает в себя, помимо пространственных координат и проекций спинов, также и время. В мацубаровском представлении функция Грина, в принципе, может быть нечетной по частоте, что было отмечено Березинским. Затем теоретически было показано, что нечетные по частоте сверхпроводящие корреляции могут возникать в неоднородных контактах сверхпроводников и ферромагнетиков как субдоминантные компоненты вблизи границы. Необычной особенностью такого состояния является "парамагнитный" (противоположный обычному) знак связи между векторным потенциалом и сверхтоком (аномальный эффект Мейсснера). В объемном сверхпроводнике такое состояние было бы неустойчивым. Недавно несколькими группами была предложена возможность реализации объемного нечетного по частоте сверхпроводящего состояния с обычным диамагнитным мейсснеровским откликом. В докладе будут обсуждены физические следствия такого предположения.

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 11 декабря 2014 г., МИСиС, аудитория Б-636 (главный корпус),, 15:00
Кузьмин Леонид Сергеевич (Chalmers University of Technology, Sweden; NSTU, N. Novgorod; SINP, MSU, Moscow)
Сверхпроводящий Болометр на Холодных Электронах: Физика и Применения

Предложена новая концепция Болометра на Холодных Электронах (БХЭ) для сверхчувствительного приема радиоастрономических сигналов. В этом болометре реализован эффект прямого электронного охлаждения абсорбера, что позволяет улучшить шумовые свойства и расширить динамический диапазон болометра по сравнению с болометрами на краю сверхпроводящего перехода. БХЭ оказался нечувствительным к космическим лучам из-за малости объёма наноабсорбера и принципиальной развязки электронной и фононной систем. В результате интерес к БХЭ резко возрос для применений в космических и баллонных проектах.

Второй оригинальной концепцией, предложенной для реализации в европейских космических проектах, является Резонансный Болометр на Холодных Электронах (РБХЭ), использующий внутренний нанофильтр из кинетической индуктивности сверхпроводящей полоски и емкости туннельного перехода. Стимулирующей причиной для изобретения РБХЭ явился запрос Европейского Космического Агенства на совмещение в одном пикселе двух и более частот для уменьшения размера фокальной плоскости и сравнения сигналов разных частот.

Будет обсуждено применение этих концепций в баллонных и космических проектах.

На семинар приглашаются все желающие. Пропуск слушателей семинара, не являющихся студентами, аспирантами или сотрудниками НИТУ «МИСиС», будет осуществляться при предъявлении паспорта при условии предварительной записи на семинар по ссылке http://smm.misis.ru/events/seminars/ (до 14:00 дня семинара).

Семинар 11 декабря 2014 г. (15:00) состоится в Аудитории – Б-636 (главный корпус) НИТУ «МИСиС», 6 этаж.

Коллоквиум Междисциплинарного центра фундаментальных исследований МФТИ, среда 10 декабря 2014 г., МФТИ, ГК 113, 17:00
Леонид Левитов (MIT)
Aтомный коллапс в графене

Будет рассмотрено одно из интересных явлений - атомный коллапс, представляющий собой спонтанное рождение электрон-позитронных пар в сильных электрических полях вблизи сверхтяжелых атомных ядер. Докладчик подробно расскажет о симметрийных аспектах коллапса, связанных с аномальным нарушением масштабной инвариантности, а также о первом наблюдение этого явления в 2013 году.

Подробная информация

Объявление о докладе на сайте ФОПФ

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 5 декабря 2014 г., ИТФ, 15:00
В. В. Сивак, А. С. Иоселевич
"Ползучая" проводимость и релаксация в системе металлических гранул

Мы рассматриваем систему проводников, помещенных в диэлектрическую матрицу. Матрица не предполагается совершенно жесткой (например, это может быть жидкость), поэтому толщины диэлектрических зазоров между проводниками флуктуируют во времени и иногда проводники могут соприкасаться. В такие моменты возникает "пробой" и заряд легко перетекает между парой соприкоснувшихся проводников. Процесс переноса заряда за счет пробоев, возникающих в случайные моменты в случайных местах, мы назвали ползучей проводимостью. Мы рассматриваем как трехмерные, так и низкоразмерные массивы проводников и исследуем растекание заряда, первоначально сосредоточенного на одном проводнике, проводимость на постоянном токе, флуктуации зарядов на проводниках и их пространственно-временную корреляцию.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 5 декабря 2014 г., ИТФ, 11:30
Борис Файн, Сколковский Институт Науки и Технологий
Обращая хаос вспять

Понятие "хаос" часто упоминается в контексте основ статистической физики. В то же время, до сих пор не до конца ясно, что называть хаосом в многочастичных квантовых системах. Существует распространённое мнение, что поведение квантовых систем является классически хаотичным в макроскопическом пределе на физически наблюдаемых (т.е. не слишком длинных) временах. В этом докладе будет показано, что, даже в макроскопическом пределе и на физически наблюдаемых временах, типичные неинтегрируемые системы взаимодействущих квантовых спинов не обладают определяющим свойством классического хаоса, а именно, экспоненциальмой чувствительностью к малым возмущениям. Этот результат получен путём сравнения поведения систем классических и квантовых спинов в ответ на неполное обращение спиновой динамики во времени. Такое обращение во времени известно в статистической физике как "Лошмидтовское эхо" и реализуемо методами ядерного магнитного резонанса как "магическое эхо". В последнем случае, отсутствие экспоненциальной чувствительности к малым возмущениям должно быть экспериментально наблюдаемо. [B. V. Fine, T. A. Elsayed, C. M. Kropf, and A. S. de Wijn, Phys. Rev. E 89, 012923 (2014)]

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 28 ноября 2014 г., ИТФ, 15:00
Lev Ioffe
Nonergodicity and many body localization in Josephson junction chains
Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 28 ноября 2014 г., ИТФ, 12:00
K.S. Tikhonov, M.V. Feigel’man
Admittance of a long diffusive SNS junction

Исследованы динамические свойства SNS перехода с заданной разностью фаз сверхпроводников на двух берегах под действием слабого высокочастотного внешнего напряжения. Использован главным образом аналитический метод, основанный на решении нестационарного уравнения Узаделя, окончательные вычисления проведены численно. Вычислена вещественная и мнимая части линейной высокочастотной проводимости Y(ω) как функции статической разности фаз φ при произвольном соотношении между частотой ω, температурой T, энергией Таулеса ETh, но предполагая, что все эти величины малы по сравнению со щелью Δ в спектре сверхпроводника. Полученные результаты находятся в хорошем согласии с экспериментом.
[Направлено в Phys. Rev. B., октябрь (2014)]

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 27 ноября 2014 г., МИСиС, 15:00
Голубов А.А., профессор МФТИ и Университета Твенте (Голландия)
Фазо-чувствительные эксперименты по определению симметрии параметра порядка в сверхпроводящих ферропниктидах

Сформулирована теоретическая модель для описания контактов между обычными низкотемпературными сверхпроводниками и сверхпроводящими материалами на основе ферропниктидов, в которых предсказана возможная реализация нефононного механизма сверхпроводящего спаривания. Обсуждается роль примесного рассеяния, в частности, возможность фазового перехода между различными симметрийными состояниями параметра порядка в зависимости от силы рассеяния. Обсуждаются возможные фазо-чувствительные эксперименты по определению симметрии параметра порядка, которые позволят определить механизм сверхпроводящего спаривания с данных материалах. Эксперименты основаны на использовании Джозефсоновских контактов между обычными сверхпроводниками и сверхпроводящими материалами на основе ферропниктидов. Сформулированы условия на параметры , которые позволят произвести такие эксперименты.

----------------------- На семинар приглашаются все желающие. Пропуск слушателей семинара, не являющихся студентами, аспирантами или сотрудниками НИТУ «МИСиС», будет осуществляться при предъявлении паспорта при условии предварительной записи на семинар по ссылке http://smm.misis.ru/events/seminars/ (до 14:00 дня семинара).

Семинар 27 ноября 2014 г. (15:00) состоится в Аудитории – Б-636 (главный корпус) НИТУ «МИСиС», 6 этаж.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 21 ноября 2014 г., ИТФ, 15:00
Даниил Антоненко
Квантовый эффект Холла в графене

Обзор работ

Nature 505, 528 (2014) Tunable symmetry breaking and helical edge transport in a graphene quantum spin Hall state, A F Young, J D Sanchez-Yamagishi, B Hunt, S H Choi, K Watanabe, T Taniguchi, R C Ashoori and P Jarlillo-Herrero,

Nat Phys 8, 550 (2012) Spin and valley quantum Hall ferromagnetism in graphene, A F Young, C R Dean, L Wang, H Ren, P Cadden-Zimansky, K Watanabe, T Taniguchi, J Hone, K L Shepard and P Kim

Семинар сектора квантовой мезоскопики, четверг 20 ноября 2014 г., ИФП, 11:30
К. С. Тихонов
Обзор недавних работ по многочастичной локализации
Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 14 ноября 2014 г., ИТФ, 15:00
Eslam Khalaf (MPI FKF Stuttgart)
Localization at the edge of a 2D topological insulator

We study transport via edge modes of a 2D topological insulator. Topological protection prevents complete localization of the edge states; however, quantum interference effects are still relevant for the transport properties at finite length scales. We mainly focus on the two most experimentally relevant cases: (i) a junction between two quantum Hall insulators with different filling factors and hence an imbalance in the number of right- and left-propagating modes (symmetry class A) and (ii) a relatively thick HgTe quantum well in the insulating state with an arbitrary number of edge modes (symmetry class AII). We derive the distribution of transmission probabilities as a function of the distance between leads. This allows us to demonstrate topological effects in the average conductance and the shot noise of the setup. We also consider mesoscopic fluctuations and compute the variance of conductance. This quantity is strongly influenced by topology in the quantum Hall case. All the calculations are carried out assuming localization effects are weak, i.e., in the short length limit. Technically, this amounts to studying 1D non-linear sigma model with a proper topological term and source fields on the semiclassical level. Remarkably, the semiclassical limit of the 1D sigma model can be exactly mapped onto a fully quantum 0D sigma model of a different symmetry class. This allows us to identify the distribution of transmission probabilities with the spectrum of a certain random matrix.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 14 ноября 2014 г., ИТФ, 11:30
П. М. Островский
Плотность состояний в двумерном киральном металле с вакансиями

Изучены явления квантовой интерференции в двумерном киральном металле с вакансиями. Показано, что случайно распределенные вакансии представляют собой особый тип кирального беспорядка и сильно меняют критические свойства кирального металла при нулевой энергии. В частности, средняя плотность состояний ведет себя как ρ ~ E-1 |lnE|-3/2, а корреляционная длина как Lc ~ |lnE|, в пределе E→0. Когда средняя плотность вакансий различна в двух подрешетках, возникает конечная средняя плотность нулевых мод и открывается щель в квазиклассической плотности состояний на нулевой энергии. Мезоскопические флуктуации размывают эту щель и приводят к экспоненциально затухающим хвостам плотности состояний на малых энергиях.

Шмидтовский семинар по сверхпроводимости, четверг 13 ноября 2014 г., МИСиС, 15:00
Е.В. Ильичев, руководитель группы Лаборатории квантового детектирования Института фотонных технологий (Institute of Photonic technology , Jena, Germany)
Сверхпроводящие детекторы

В первой части доклада будут представлены принципы работы и основные характеристики сверхпроводящих детекторов, таких как болометры и СКВИДы. Будут обсуждаться некоторые направления, в которых сверхпроводящие датчики нашли широкое применение.

Вторая часть доклада будет посвящена оригинальным результатам, полученным группой, которой руководит автор. Они основаны на узком распределении переключений нешунтированного джозефсоновского туннельного контакта из состояния с нулевым напряжением в состояние с конечным напряжением при температурах ниже 1 К. Такое поведение контакта может быть использовано для реализации сверхчувствительных детекторов в гигагерцовом диапазоне. Будут представлены теоретические оценки и первые экспериментальные данные.

Теоретический семинар, четверг 30 октября 2014 г., ИФП, 11:30
Андрей Голов (Университет Манчестера)
Диссипация турбулентности в сверхтекучем гелии в пределе нулевой температуры

We will review Manchester experiments on quantum turbulence in superfluid 4He generated by various means. The main focus is on the limit of zero temperatures, in which the turbulence is fully represented by tangled quantized vortex lines. In this regime, the dynamics of the vortex lines span length scales from the size of container to nearly atomic scale, at which energy is transmitted to phonons. A quantum cascade of energy, involving individual quantized vortex lines (and hence, having no analogs in classical turbulence), is necessary for the energy of large-scale flow to be transferred to the dissipative short scales. The processes maintaining the cascade are believed to be: hydrodynamic interactions of vortex lines, reconnections of vortex lines, interaction of excitations such as small vortex loops and Kelvin waves on vortex lines. The dissipative length scale can be increased (i.e. the quantum cascade curtailed) by increasing temperature above 0.4 K due to the scattering of thermal excitations by vortex lines. Three different means of generating turbulence will be discussed (each having an analog in classical turbulence, thus allowing comparison with classical results): (a) With the towed grid, we produce turbulence that is nearly homogeneous and isotropic. Studying the free decay allows the rate of dissipation to be quantified [6]. (b) An unsteady rotation of a square-shaped container allows to create anisotropic turbulence — that decays more slowly [1,5,6]. In the presence of the steady background rotation, the following phenomena are observed: steady polarization of vortex lines, non-zero threshold for turbulence onset, resonances of inertial waves [4]. (c) With an immersed jet of variable duration and intensity (created by a current of injected electrons), a cross-over from ultraquantum («non-structured» or «Vinen») turbulence to quasiclassical («structured» or «Kolmogorov») turbulence is observed [2,3]. (References: [1] P. M. Walmsley, A. I. Golov, H. E. Hall, A. A. Levchenko and W. F. Vinen, Dissipation of quantum turbulence in the zero-temperature limit, Phys. Rev. Lett. 99, 265302 (2007). [2] P. M. Walmsley and A. I. Golov, Quantum and quasiclassical types of superfluid turbulence, Phys. Rev. Lett. 100, 245301 (2008). [3] A. I. Golov, P. M. Walmsley, P. Tompsett, Charged Tangles of Quantized Vortices in Superfluid 4He, J. Low Temp. Phys. 161, 509-525 (2010). [4] P. M. Walmsley and A. I. Golov, Rotating quantum turbulence in superfluid 4He in the T=0 limit, Phys. Rev. B 86, 060518(RC) (2012). [5] Paul Walmsley, Dmitry Zmeev, Fatemeh Pakpour, and Andrei Golov, Dynamics of quantum turbulence of different spectra, PNAS 111 (Supplement 1) 4691-4698 (2014). [6] D. E. Zmeev, P. M. Walmsley, A. I. Golov, P. V. E. McClintock, S. N. Fisher, and W. F. Vinen, Turbulence in superfluid 4He generated by various means (in preparation).)

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 24 октября 2014 г., ИТФ, 15:00
Татьяна Голикова (ИФТТ)
Эффект близости и когерентные явления в гибридных структурах сверхпроводник-нормальный металл-ферромагнетик

Работа посвящена изготовлению субмикронных планарных S-N-S джозефсоновских контактов, планарных гибридных структур на основе сверхпроводника, нормального металла и ферромагнетика, экспериментальному исследованию особенностей эффекта близости и сверхпроводящего транспорта через такие структуры, реализации S-(N/F)-S - джозефсоновского контакта с ферромагнитным монодоменным подслоем (F), исследованию влияния ферромагнитного подслоя на парный и квазичастичный транспорт через джозефсоновский S-(N/F)-S контакт, изучению нелокальных неравновесных эффектов в многотерминальных SNS структурах, связанных с инжекцией квазичастиц в один из берегов джозефсоновского S-N-S контакта.

Теоретический семинар, четверг 23 октября 2014 г., ИФП, 11:30
В.М. Пудалов (ФИАН)
Electron-electron interaction effects in monotonic and oscillatory magnetotransport in 2D electron systems

Studying the oscillatory magnetorestance in crossed fields, we found that the product (m*TD) that determines damping of quantum oscillations, to the first approximation is equal in the majority and minority subbands even though the spin polarization degree amounts to about 66%. This result confirms theory predictions that the interaction takes place at high energies > EF rather than within narrow strip of energies EF ± T. To the next approximation, we revealed a difference in the damping factor of the two spin subbands, which causes skewness of the oscillation lineshape. The difference, quantified with the skew factor can be as high as 20%. The skew factor decreases as B or temperature grow, or B decreases; for low electron densities and high in-plane field the skew factor even changes sign. In contrast to the conventional theory, the product (m*TD) varies with perpendicular field and (nonmonotonically) with temperature. These dependencies explain notable scattering of the m*(n) values experimentally obtained under assumption of the T-independent (m*TD).

The monotonic magnetoconductance in the in-plane field δσ(B,T) was found to scales in a sharp contrast to the theory predictions: whereas below a density dependent temperature T<T* it scales as theory predicted, (B2/T), at higher temperatures T>T*, it scales as (B2/T2). The latter dependence, hence, mimics the behavior anticipated for the low-temperature diffusive regime of interaction. These functional dependencies are at odd with interaction quantum corrections. The crossover temperature T*(n) correlates well with the inflection point at the strong σ(T) dependence in zero field, inherent for high mobility samples. Our data thus point at the existence of an energy scale T* beyond the EF. The results also call in question the previous attempts to exploit the parallel field MR as a tool to determine Fermi liquid coupling constants, F0a and γ2, and to plot the two-parameter phase diagrams for interacting and disordered 2D electron systems.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 10 октября 2014 г., ИТФ, 15:00
Игорь Горный
Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 10 октября 2014 г., ИТФ, 11:30
Александр Шнирман (КТИ), Yuval Gefen, Arijit Saha, И.С. Бурмистров, М.Н. Киселев, Alexander Altland
Теория Амбегаокара-Эккерна-Шона для коллективного спина: геометрический ланжевеновский шум

Для маленькой ферромагнитной частицы и/или квантовой точки около стоунеровской неустойчивости изучена динамика полной намагниченности в присутствие туннельной связи с металлическом резервуаром. Обобщено действие Амбегаокара-Эккерна-Шона и соответствующие уравнения движения, известные для зарядовой степени свободы (U(1) случай), на случай намагниченности (SU(2)). Ланжевеновские силы в этих уравнениях определяются геометрической фазой. С помощью ланжевеновских уравнений мы показываем, что низкотемпературная диффузия намагниченности на сфере Блоха определяется геометрической фазой. Обсуждается возможность экспериментального наблюдения этого явления.

Теоретический семинар, четверг 9 октября 2014 г., ИФП, 11:30
Леонид Прядко (Калифорнийский Университет, Риверсайд)
Квантовые низкоплотностные коды и нелокальные спиновые модели

Локальность — один из основополагающих принципов построения физических моделей. Так, в модели Изинга, каждый член в гамильтониане может соответствовать связи между ближайшими соседями на заданной решетке. Что получится если условие локальности опустить? Я отвечу на этот вопрос на примере неупорядоченных спиновых моделей описывающих процедуру декодирования квантовых низкоплотностных кодов. Таким образом могут быть получены как традиционные локальные спиновые модели (модель Изинга, калибровочная модель Z2), так и нетривиальные нелокальные модели которые не были изучены ранее. Упорядоченная фаза в таких моделях соответствует наличию глубокого минимума свободной энергии; “пост-топологическими” возбуждениями являются протяженные дефекты обобщающие понятие доменной стенки. Известно несколько конструкций квантовых низкоплотностных кодов с конечной скоростью. В соответствующих спиновых моделях число различных типов дефектов экспоненциально велико. В таких моделях возможен чисто энтропийный фазовый переход, когда аналог поверхностного натяжения для дефектов каждого типа остается конечным.

[A. A. Kovalev and L. P. Pryadko, “Spin glass reflection of the decoding transition for quantum error correcting codes”, arXiv:1311.7688]

Коллоквиум Междисциплинарного центра фундаментальных исследований МФТИ, среда 8 октября 2014 г., МФТИ, ГК 113, 17:00
А.Д. Мирлин (Технологический Институт Карлсруэ)
Андерсоновская локализация: мультифрактальность, симметрии, топология и взаимодействие

В докладе будет представлен обзор современного состояния исследований в области андерсоновской локализации в неупорядоченных системах. В частности, будут обсуждены: мультифрактальность волновых функций в окрестности переходов Андерсона или между различными фазами топологических изоляторов, классы симметрии неупорядоченных систем и роль симметрии в локализации, эффекты топологии, топологические изоляторы и сверхпроводники, роль межэлектронного взаимодействия.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 26 сентября 2014 г., ИТФ, 15:00
С. В. Зайцев-Зотов (ИРЭ РАН)
Влияние структурных дефектов и атомных ступеней на локальную плотность состояний атомно-чистой поверхности топологического изолятора Bi2Se3

Представлены результаты исследования атомно-чистой поверхности топологического изолятора Bi2Se3 методами сверхвысоковакуумной низкотемпературной сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и спектроскопии (СТС). Обнаружены дефекты глубина залегания и ожидаемый заряд которых соответствует р-типу проводимости объема кристалла. Знак термо-эдс также соответствует р-типу проводимости. Результаты исследований методами туннельной спектроскопии показывают, что уровень химического потенциала находится внутри запрещенной зоны объема. Обнаружено изменение локальной плотности состояний вблизи края пятислойной ступени, которое соответствует сдвигу положения вершины дираковского конуса относительно объемной зоны или же также сдвигу химического потенциала вблизи края ступени.

по работе A.Yu. Dmitriev et al., http://arxiv.org/abs/1408.4991

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 26 сентября 2014 г., ИТФ, 11:30
Maksym Serbyn, Z. Papic, Dmitry Abanin
Quantum quenches in the many-body localized phase

Many-body localized (MBL) systems are characterized by the absence of transport and thermalization, and therefore cannot be described by conventional statistical mechanics. In this talk I will discuss the behaviour of local observables in an isolated MBL system following a quantum quench. For the case of a global quench, the local observables reach stationary, highly non-thermal values at long times as a result of slow dephasing characteristic of the MBL phase. These stationary values retain the local memory of the initial state due to the existence of local integrals of motion in the MBL phase. The temporal fluctuations around stationary values exhibit universal power-law decay in time, with an exponent set by the localization length and the diagonal entropy of the initial state. Such a power-law decay holds for any local observable and is related to the logarithmic in time growth of entanglement in the MBL phase. This behaviour distinguishes the MBL phase from both the Anderson insulator (where no stationary state is reached), and from the ergodic phase (where relaxation is expected to be exponential). Quench protocols considered in this talk can be naturally implemented in systems of ultra cold atoms in disordered optical lattices, and the behaviour of local observables provides a direct experimental signature of many-body localization. [arXiv:1408.4105; arXiv:1403.0693]

Теоретический семинар, четверг 25 сентября 2014 г., ИФП, 11:30
В.Е. Кравцов (Abdus Salam ICTP, Trieste)
Anderson localization models on Bethe Lattice and Random Regular Graphs: is the extended state always ergodic?
Коллоквиум Междисциплинарного центра фундаментальных исследований МФТИ, среда 24 сентября 2014 г., МФТИ, ГК 113, 17:00
В. Е. Кравцов (Международный центр теоретической физики им. А.Салама, Триест, Италия)
Статистические свойства волновых функций: беспорядок, фрактальность, локализация
Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 19 сентября 2014 г., ИТФ, 15:00
М. В. Фейгельман
Теоретический семинар, четверг 18 сентября 2014 г., ИФП, 11:30
А.Ю. Кунцевич (ФИАН)
Entropy measurements in 2D systems

In this talk I am going to discuss the experimental technique to measure entropy-per-electron in gated 2D systems, the we recently developed. We applied this technique to study magnetooscillations in Si and GaAs-based 2D systems and zero-perpendicular field effects. The latter originate from: (i) non-degeneracy of the Fermi system and (ii) electron-electron correlations. In particular, we explore enhanced effective mass in non-degenerate strongly correlated plasma regime EF < T < U (where U is the Coulomb energy e2 / ‹ r ›).

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 12 сентября 2014 г., ИТФ, 15:00
Artem Sboychakov (ITAE RAS, Moscow)
AA-stacked bilayer graphene in an applied electric field: Tunable
antiferromagnetism and coexisting exciton order parameter

We study electronic properties of AA-stacked bilayer graphene. In the single-particle approximation such a system has one electron band and one hole band crossing the Fermi level. If the bilayer is undoped, the Fermi surfaces of these bands coincide. Such a band structure is unstable with respect to a set of spontaneous symmetry violations. Specifically, strong on-site Coulomb repulsion stabilizes antiferromagnetic order. At small doping and low temperatures, the homogeneous phase is unstable and experiences phase separation into an undoped antiferromagnetic insulator and a metal. The metallic phase can be either antiferromagnetic (commensurate or incommensurate) or paramagnetic depending on the system parameters. We derive the phase diagram of the system on the doping-temperature plane and find that under certain conditions, the transition from the paramagnetic to the antiferromagnetic phase may demonstrate reentrance. The application of the transverse voltage induces the exciton order parameter coexisting with antiferromagnetism. The value of this second order parameter is proportional to the biased voltage and the value of the nearest- neighbor inter-plane Coulomb repulsion.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 5 сентября 2014 г., ИТФ, 11:30
M.V. Feigelman and A.S. Ioselevich
Coulomb blockade for tunneling through a “long island”

We consider a Coulomb blockade effects for tunnelling through a piece of wire with large resistance $R\gg 1$. This system can not be treated as a zero-dimensional one, as the dynamics of internal inhomogeneous degrees of freedom is crucial. At moderately high temperatures the linear conductance $G$ of the system is suppressed due to the one-dimensional Coulomb zero bias anomaly effect. At low $T$, besides the standard activational factor, there is an additional $T$-independent (though also exponentially strong!) suppression of $G$. It arises due to the tunnelling evolution of the charge in the wire to the equivipotential distribution. In the intermediate range of $T$ the $G(T)$ dependence is a power law, as in the phenomenological environmental theory. The effective ``environmental resistance'', entering the power exponent, is found explicitly. It depends on the length of the wire and on the positions of the contacts.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, понедельник 28 июля 2014 г., ИФП им. Капицы, 10:00
E. Sukhorukov (University of Geneve)
Fermi Edge Singularity in Chiral One-dimensional Systems far from Equilibrium

We study the effects of strong coupling of a localized state charge to one-dimensional electronic channels out of equilibrium. While the state of this charge and the coupling strength determine the scattering phase shifts in the channels, the non-equilibrium partitioning noise induces the tunneling transitions to the localized state. The strong coupling leads to a non-perturbative backaction effect which is manifested in the orthogonality catastrophe and the Fermi edge singularity in the transition rates. The non-Gaussian component of noise brakes the charge symmetry, shifting the position of the tunneling resonance depending on the sign of the dissipative current and the transparency of the noise emitting partitioning quantum point contact.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 4 июля 2014 г., ИТФ, 11:00
Y. Tanaka (Nagoya University, Japan)
Theory of topological superconductivity
Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 20 июня 2014 г., ИТФ, 11:30
Ivan Protopopov

We show that nonequilibrium phenomena in dispersive Luttinger liquids posses remarkable weak-strong coupling duality between bosonic and fermionic descriptions. The duality manifests itself both in the collisionless dynamics of a density pulse (via crossover from essentially free-fermion evolution to hydrodynamics) and in the relaxation of fermionic and bosonic excitations.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 30 мая 2014 г., ИТФ, 11:30
Константин Тихонов
Дефазировка электронов в графене за счёт взаимодействия с изгибными фононами.

Мы исследуем дефазировку электронов в графене за счет взаимодействия с изгибными фононами. Оказывается, что соответствующий вклад может быть порядка электрон-электронного вклада даже при низких температурах. Вычисление проводится в широком диапазоне температур, продемонстрировано, что обсуждаемый вклад меняет температурное поведение с T2 на T c ростом температуры и растет с электронной плотностью, в отличие от вклада электрон-электронных взаимодействий, что делает принципиально возможным его обнаружение в экспериментах по слабой локализации в графене.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 25 апреля 2014 г., ИТФ, 11:30
Денис Баско (CNRS, Гренобль)
Об умножении носителей в графене

Изучается релаксация одного возбуждённого электрона в зоне проводимости графена при нулевой температуре и уровне Ферми в дираковской точке посредством испускания электронно-дырочных пар за счёт кулоновского взаимодействия. Важную роль в этом процессе играет отклонение спектра от конической формы (тригональная гофрировка). В результате, релаксация оказывается запрещённой для некоторых направлений начального импульса электрона и разрешённой для других (для этого случая сосчитано время релаксации).

Теоретический семинар, четверг 24 апреля 2014 г., ИФП, 11:30
В.Я. Покровский (ИРЭ РАН)
Уникальные электромеханические свойства квазиодномерных проводников с волной зарядовой плотности

Речь пойдёт о квазиодномерных проводниках, в которых ниже температуры пайерлсовского перехода возникает волна зарядовой плотности (ВЗП). Большинство таких соединений представляют собой нитевидные кристаллы. Будет рассказано о следующих эффектах: снижении упругих модулей при срыве ВЗП с примесей, изменении длины образцов под действием электрического поля или термоциклирования, неоднородной деформации образцов в электрическом поле. Наиболее подробно будет рассказано о деформации кручения, в частности, о крутильных колебаниях. Все перечисленные эффекты можно качественно описать на языке упругого взаимодействия ВЗП с решёткой кристалла. Однако есть основания полагать, что такое описание — чрезмерно упрощённое. [Литература: В.Я. Покровский, С.Г. Зыбцев, М.В. Никитин, И.Г. Горлова, В.Ф. Насретдинова, С.В. Зайцев-Зотов. «Высокочастотные, „квантовые“ и электромеханические эффекты в квазиодномерных кристаллах с волной зарядовой плотности», УФН, 183, 33 (2013).]

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 18 апреля 2014 г., ИТФ, 15:00
В. В. Погосов (ИТПЭ)
Вероятностный подход к решению уравнений Ричардсона-Годена (анзаца Бете)

Предложен новый поход к решению уравнений Ричардсона-Годена, которые определяют собственные состояния гамильтониана теории Бардина-Купера-Шриффера (БКШ). Вместо непосредственного решения этих уравнений можно перейти к вероятностному представлению и затем реконструировать положения корней этих уравнений на комплексной плоскости, используя методы интегрирования. При этом возникают интегралы сельберговского типа, фигурирующие в конформной теории поля и теории случайных матриц. В работе проведены аналитические расчеты для низкоэнергетической части спектра системы в термодинамическом пределе, для которого подтверждено согласие со среднеполевыми предсказаниями БКШ. Также представлены некоторые результаты для систем произвольного размера, для чего была привлечена идея о симметрии между парами электронов и парами дырок. Вероятностный подход может быть полезен и для решения других типов уравнений Бете.

Теоретический семинар, четверг 17 апреля 2014 г., ИФП, 11:30
Ю.И. Латышев (ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН)
Квантовая интерференция дираковских фермионов в наноперфорированном графене

Рассмотрены недавние эксперименты по эффекту Ааронова-Бома на проводящих краевых состояниях, локализованных вокруг наноотверстий в наноперфорированнованных графеновых структурах [1], а также эксперименты по наблюдению орбитального квантования краевых дираковских фермионов при их движении вокруг наноотверстия в нулевом магнитном поле [2]. Результаты экспериментов обоих типов согласуются с теорией краевых состояний таммовского типа в графене. Литература: [1] Yu.I. Latyshev et al., cond-mat arXiv : 1310.0991. [2] Yu.I. Latyshev, A.P. Orlov, A.V. Frolov et al., JETP Lett., 98, 214 (2013).

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 11 апреля 2014 г., ИТФ, 15:00
Э. В. Девятов (ИФТТ)
Динамика намагниченности, вызванная протекающим током, на границе двумерной электронной системы с сильным спин-орбитальным взаимодействием

Мы экспериментально исследовали транспорт через интерфейс между ферромагнетиком (пермаллой) и краем двумерной электронной системы с сильным спин-орбитальным взаимодействием типа Рашбы. Мы обнаружили сильно нелинейные транспортные характеристики в области малых токов при милликельвиновых температурах. Обнаруженная нелинейность полностью подавляется при достижении некоторых значений температуры, магнитного поля или тока через интерфейс. Мы интерпретируем данное поведение как результат спиновой аккумуляции вблизи интерфейса и её абсорбции, вызванной протекающим током (magnetization torque).

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 4 апреля 2014 г., ИТФ, 15:00
Dmitry Bagrets (Institute for Theoretical Physics, University of Cologne)
Quantum criticality in quasi one-dimensional topological nanowires

Using the combination of analytical and numerical techniques we develop the theory of quantum criticality in disordered topological multi-channel nanowires of symmetry classes AIII and BDI [1]. The minimal representative phase portrait is characterized by two parameters $(\mu, w)$, where $\mu$ is the external control parameter (e.g. the chemical potential) and $w$ is the disorder strength. With the increase of $w$ at a fixed value of $\mu$ the wires generically undergo a sequence of topological phase transitions before the asymptotic state of a trivial Anderson insulator is reached. The universal description of the systems is given in terms of two parameters $(g,\chi)$, where $g$ is conductance and $\chi$ is a topological angle. Contour lines of half-integer valued $\chi$ in $(\mu, w)$-parameter space define phase boundaries between distinct topological sectors. Upon increasing the length of the wire, the pair $(g, \chi)$ exhibits flow similar to the celebrated two parameter flow describing the class A quantum Hall insulator. However, unlike the quantum Hall system, an exact analytical description of the entire phase diagram can be given. We corroborate the quantitative validity of our theory by comparison to numerical transfer matrix computations.

[1] A. Altland, D. Bagrets, L. Fritz, A. Kamenev, H. Schmiedt, arXiv:1402.1738

Теоретический семинар, четверг 3 апреля 2014 г., ИФП, 11:30
Л.Б. Иоффе
Фазовая диаграмма цепочки бездиссипативных джозефсоновских контактов
Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 28 марта 2014 г., ИТФ, 14:00
П. Григорьев
Магнитосопротивление слоистых металлов

Будет дана классификация различных предельных случаев, связанных с соотношениями между интегралом межслоевого перескока, расстоянием, и шириной уровней Ландау. В каждом предельном случае будут указаны метод вычисления межслоевой проводимости в сильно анизотропных квазидвумерных металлах, область применимости этого метода, и главные результаты этих расчетов.

[*] P. D. Grigoriev, "Longitudinal interlayer magnetoresistance in quasi-two-dimensional metals", Phys. Rev. B 88, 054415 (2013).

а также
[1] P. D. Grigoriev, «Theory of the Shubnikov-de Haas effect in quasi-two-dimensional metals», Phys. Rev. B 67, 144401 (2003).
[2] P. D. Grigoriev, “Monotonic growth of interlayer magnetoresistance in strong magnetic field in very anisotropic layered metals”, JETP Lett. 94, 47 (2011).
[3] P. D. Grigoriev, “Weakly incoherent regime of interlayer conductivity in magnetic field”, Phys. Rev. B 83, 245129 (2011).
[4] P. D. Grigoriev, M. V. Kartsovnik, W. Biberacher, «Magnetic-field-induced dimensional crossover in the organic metal α-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4», Phys. Rev. B 86, 165125 (2012).
[5] A. D. Grigoriev and P.D. Grigoriev, Crossover from the weak to strong-field behavior of the longitudinal interlayer magnetoresistance in quasi-two-dimensional conductors, Физика низких температур 40(4), 472 (2014).

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 28 марта 2014 г., ИТФ, 11:30
G.E. Volovik
Flat-band and room-temperature superconductivity
Теоретический семинар, четверг 27 марта 2014 г., ИФП, 11:30
Андрей Турлапов (Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород)
Переход между ферми- и бозе-статистикой в 2-мерной системе

В едином эксперименте происходит перестройка системы между бозонным и фермионным состоянием. Эксперимент выполнен с газом ферми-атомов лития-6 с s-взаимодействием при температуре ~ 10 нК. При росте взаимодействия атомы объединяются в 2-атомные молекулы бозоны. 2-мерность достигнута плотным удержанием вдоль одного из направлений. Чистота ультрахолодной атомной системы даёт возможность сравнивать данные с теоретическими моделями, построенными из первых принципов, без свободных параметров. В частности, найденное нами отличие давления слабо взаимодействующего ферми-газа от предсказания для однородной ферми-жидкости может стать стимулом для развития теории 2-мерных мезоскопических систем. Измерения в сильно взаимодействующем газе, между ферми- и бозе-режимами, показывают необходимость учета 3-мерного характера взаимодействий при моделировании газа с 2-мерной кинематикой.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 21 марта 2014 г., ИТФ, 11:30
Я.В. Фоминов
Отчет о XVIII Международном симпозиуме "Нанофизика и наноэлектроника", 10-14 марта 2014 г., Нижний Новгород
Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 7 марта 2014 г., ИТФ, 11:30
С.В. Иорданский
Проводимость наполовину заполненного уровня Ландау
Теоретический семинар, понедельник 24 февраля 2014 г., ИФП, 10:00
Борис Нарожный (Karlsruhe Institute of Technology, Germany)
Spinful fermionic ladders at incommensurate filling: Phase diagram, local perturbations, and ionic potentials

We study the effect of external potential on transport properties of the fermionic two-leg ladder model. The response of the system to a local perturbation is strongly dependent on the ground state properties of the system and especially on the dominant correlations. We categorize all phases and transitions in the model (for incommensurate filling) and introduce ’’hopping-driven transitions’’ that the system undergoes as the inter-chain hopping is increased from zero. We also describe the response of the system to an ionic potential. The physics of this effect is similar to that of the single impurity, except that the ionic potential can affect the bulk properties of the system and in particular induce true long range order.

Теоретический семинар, четверг 13 февраля 2014 г., ИФП, 15:00
M.A. Zudov (School of Physics and Astronomy, University of Minnesota, USA)
Nonequilibrium transport in high Landau levels of 2D systems: recent developments

Over the last decade, magneto transport in very high Landau levels of high-mobility 2D electron systems (2DES) hosted in GaAs/AlGaAs quantum wells revealed a variety of new intriguing phenomena. Two prime examples of these phenomena are microwave-induced resistance oscillations (MIRO) and associated zero-resistance states which emerge when a high-mobility 2DES is irradiated by microwave radiation. Another prominent effect is Hall field-induced resistance oscillations (HIRO) which appear in differential resistivity when a system is driven by a dc field. Both MIRO and HIRO originate from inter-Landau level transitions owing to photon absorption and/or impurity scattering. In this talk I will discuss our recent experimental studies on i) Shubnikov-de Haas oscillations in conventional high-mobility 2D electron gas in GaAs/Al0.24Ga0.76As quantum wells irradiated by sub-terahertz (up to 0.4 THz) radiation, ii) MIRO and HIRO in AlxGa1-xAs/Al0.24Ga0.76As quantum wells with x up to 0.0078, and, finally, iii) observation of MIRO in a moderate-mobility 2D hole gas hosted in a pure Ga/Si0.2Ge0.8 quantum well.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 7 февраля 2014 г., ИТФ, 11:30
Karen Michaeli (Weizmann Inst)
Novel phases in topological superconducting quantum dots

Recent progress in realizing topological superconductors has paved the road to study new physical phenomena resulting from the non-abelian statistics of the Majorana modes they host. A particularly interesting situation arises when Majorana bound states in a closed topological superconducting dot are coupled to external normal leads. In this talk , we will show that interactions with the quantum dot drive the lead electrons into a non-Fermi liquid phase, which can be understood by mapping the problem to a variant of a Kondo system. Interestingly, the non-Fermi liquid states in these systems are more robust than in the conventional two channel Kondo problem. This is because realizations with different numbers of metallic leads are connected to each other by a line of fixed points. We will conclude with a discussion of the experimental consequences of our theory.

Теоретический семинар, четверг 6 февраля 2014 г., ИФП, 11:30
Karen Michaeli (Weizmann Institute of Science)
Probing interactions with thermal transport

Thermal and thermoelectric conductivities are ideal probes of interaction effects in correlated electron systems. This is because, in contrast to an electric current, a heat current can be transmitted also by neutral quasiparticles. For instance, energy can be carried by excitations that mediate interactions between other quasiparticles. In my talk I will present two examples of the dramatic effect of interactions on thermal and thermoelectric transport phenomena. The first is the Nernst effect in the vicinity of the superconducting phase transition. I will discuss the anomalous behavior of the Nernst effect near the magnetic-field-induced quantum critical phase transition. The second example is thermal conductivity in spin liquids. Spin liquids can form in the vicinity of the Mott metal-insulator transition when the charge is gapped while the spin degrees of freedom strongly fluctuate. These low energy excitations, dubbed spinons, can conduct heat. The spinons also exhibit a magnetic interaction that leads to non-Fermi liquid behavior. I will show that even in the absence of disorder this strong interaction provides an efficient relaxation mechanism for the heat current.

Семинар сектора квантовой мезоскопики, пятница 31 января 2014 г., ИТФ, 15:00
С. И. Дорожкин (ИФТТ)
Flips of electric field in microwave-induced states with spontaneously broken symmetry

We present new results on the bistability effect recently observed [Dorozhkin et al., Nature Physics 7, 336 (2011)] in two-dimensional electron systems subjected to the microwave radiation. The effect appears as switching between two states with different electric potential distribution across a sample. Our results here imply that the main difference between these two states is an opposite direction of a long lengthscale electric field which arises spontaneously under conditions when the observable magnetoresistance tends to zero. Although a possibility of the field reversal is an inherent property of states with spontaneously broken symmetry, so far such effect was never observed under stationary external conditions.

Ученый Совет ИТФ им. Л.Д.Ландау, пятница 31 января 2014 г., ИТФ, 11:30
Igor Lukyanchuk
Static and dynamic properties of polarization domains in ferroelectric nanostructures

Developing of novel technologies of functionalization of nano-size ferroelectric samples emerged the growing interest in exploration of such naturally-formed structures as polarization domains. I will present two recent results concerning the dynamic and static properties of domain self-organization.
The first part of my talk will concern the possible application of the domain structures in emerging technologies of Terahertz-detecting devices. We have studied the dynamical permittivity in ferroelectric nanometricaly-thin films with periodic domain structure, sandwiched between two paraelectric layers. The resulting frequency-dependent permittivity demonstrates collective resonance mode in sub-Terahertz frequency region and Debye-like relaxation behavior at low frequencies.
In the second part of my talk I will consider the study of domain-shape instabilities, recently observed in the ferroelectric polymer PVDF-TrFE films having the lower orthorhombic crystallographic symmetry and demonstrating the hexagonal domain faceting. This effect can arise from purely electrostatic depolarizing forces. We show that in contrast to magnetic bubble shape domains where such type of deformation instability has a predominantly elliptical character, the emergence of more symmetrical circular harmonics is favored in ferroelectrics with high dielectric constant.